JP4661181B2 - Stepping motor servo drive method, drive mechanism, and imaging apparatus - Google Patents

Stepping motor servo drive method, drive mechanism, and imaging apparatus Download PDF

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Description

本発明は、ステッピングモータをサーボ制御方式で駆動させる駆動方法、ステッピングモータを有する駆動機構、及びそのような駆動機構を具備する撮像装置に関するものである。   The present invention relates to a driving method for driving a stepping motor by a servo control method, a driving mechanism having a stepping motor, and an imaging apparatus including such a driving mechanism.
各種駆動機構の駆動源として、所定の駆動パルスにより駆動されるステッピングモータが汎用されている。前記ステッピングモータは、入力した駆動パルスをカウントすることにより駆動状態が把握できることから、フィードバック制御等が不要で制御構成が簡易な所謂オープンループ制御で駆動できるという利点がある。このようなステッピングモータの駆動方法として、例えば特許文献1には、所望の回転速度に応じたクロックパルスをステッピングモータに与えて速度制御を行う駆動方法(マイクロステップ駆動)が開示されている。   As a drive source for various drive mechanisms, a stepping motor driven by a predetermined drive pulse is widely used. Since the stepping motor can grasp the driving state by counting the input driving pulses, there is an advantage that the stepping motor can be driven by so-called open loop control which does not require feedback control or the like and has a simple control configuration. As a driving method for such a stepping motor, for example, Patent Document 1 discloses a driving method (microstep driving) in which a clock pulse corresponding to a desired rotation speed is applied to a stepping motor to perform speed control.
ところで、近年デジタルカメラ等においては、その撮像系(鏡胴や撮像素子など)を手振れ等に応じて揺動駆動させる手振れ補正機構が付加されるケースが増えている。このような手振れ補正機構における駆動機構としては、ムービングコイルや圧電素子等を用いたアクチュエータと、ホール素子等を用いた位置検出センサとを構成要素とし、位置検出センサによる位置検出結果に基づいてフィードバック制御を行う所謂クローズドループのサーボ制御で駆動させる機構が一般に採用されている。   Incidentally, in recent years, in digital cameras and the like, there is an increasing number of cases in which a camera shake correction mechanism for swinging an imaging system (such as a lens barrel or an imaging device) according to camera shake is added. As a driving mechanism in such a camera shake correction mechanism, an actuator using a moving coil, a piezoelectric element or the like and a position detection sensor using a Hall element or the like are constituent elements, and feedback is performed based on the position detection result by the position detection sensor. A mechanism that is driven by so-called closed-loop servo control that performs control is generally employed.
一方、デジタルカメラ等においては、小型化並びに低コストが常々要求されている。かかる要求に応えるには、部品点数を少なくしつつ汎用部品を用いることが肝要となる。従って、上記手振れ補正機構においても、アクチュエータとして上述のステッピングモータをサーボ制御方式で用いることができれば、汎用アクチュエータであるので低コスト化を達成できると共に、オープンループ制御が行えるので位置検出センサが不要となり部品点数の減少、小型化を達成できるようになる。
特開平11−41989号公報
On the other hand, in a digital camera or the like, downsizing and low cost are always required. In order to meet such demands, it is important to use general-purpose parts while reducing the number of parts. Therefore, even in the above-described camera shake correction mechanism, if the above-described stepping motor can be used as an actuator in a servo control system, it is a general-purpose actuator, so that it is possible to reduce costs and perform open-loop control, so a position detection sensor is not required. Reduction in the number of parts and downsizing can be achieved.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-41989
しかしながら、手振れ補正機構のアクチュエータとしてステッピングモータを用いた場合、ステッピングモータの駆動による電力消費量の問題と、モータの駆動に伴う騒音の問題とが顕在化することになる。すなわち、近年のデジタルカメラ等は小型化が進み、これに伴いバッテリーも小型化されバッテリー容量が小さくなる傾向がある。このため、ステッピングモータに通電して手振れ補正のための駆動を逐次行うとバッテリーが早期に消耗されてしまう場合も考えられることから、何らかの省電力化の工夫が求められるところである。   However, when a stepping motor is used as the actuator of the camera shake correction mechanism, the problem of power consumption due to driving of the stepping motor and the problem of noise accompanying driving of the motor become obvious. That is, digital cameras and the like in recent years have been reduced in size, and accordingly, the battery is also reduced in size and the battery capacity tends to be reduced. For this reason, if the stepping motor is energized and the drive for camera shake correction is sequentially performed, the battery may be consumed at an early stage. Therefore, some device for power saving is required.
また、デジタルカメラ等には動画撮影モードも標準的に搭載されるようになっており、このため動画撮影の際の録音に対する配慮も必要となる。しかし、アクチュエータとしてステッピングモータを用いた場合、その駆動時にロータの駆動音が発生し、該駆動音が録音されてしまう場合があることから、低騒音化の工夫も求められるところである。   In addition, a moving image shooting mode is standardly installed in a digital camera or the like, and therefore, consideration must be given to recording during moving image shooting. However, when a stepping motor is used as an actuator, a driving sound of the rotor is generated during the driving, and the driving sound may be recorded.
従って本発明は、サーボ制御方式でステッピングモータを駆動させる駆動方法(機構)において、省電力化及び低騒音化を図ることができるようにし、これを例えば撮像装置の手振れ補正機構における駆動機構等として好適に用いることができるステッピングモータのサーボ駆動方法、駆動機構及びこれを用いた撮像装置を提供することを課題とする。   Therefore, according to the present invention, in a driving method (mechanism) for driving a stepping motor by a servo control method, it is possible to achieve power saving and noise reduction, for example, as a driving mechanism in a camera shake correction mechanism of an imaging apparatus. It is an object of the present invention to provide a stepping motor servo driving method, a driving mechanism, and an imaging apparatus using the same that can be suitably used.
本発明の請求項1にかかるステッピングモータのサーボ駆動方法は、所定の駆動パルスにより駆動されるステッピングモータを、サーボ制御方式で駆動させるサーボ駆動方法であって、少なくとも前記ステッピングモータを比較的大電流で駆動させる第1の駆動モードと、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードとを切り替え可能に設定しておき、所定のモード切り替え情報が与えられたときに、前記第1の駆動モードと第2の駆動モードとの間のモード切り替えを行い、前記ステッピングモータのサーボ制御が、所定のサンプリング周期を設定すると共に、該サンプリング周期毎に制御目標情報を取得し、取得された前記制御目標情報に応じて、前記サンプリング周期毎に前記ステッピングモータを駆動させる駆動パルスの発生条件の設定を行うサーボ制御であって、前記第1の駆動モードにおけるサンプリング間隔と、前記第2の駆動モードにおけるサンプリング間隔とを同じ間隔とし、前記第2の駆動モードにおいては、前記サンプリング間隔内に発生させる駆動パルス数の上限値を前記第1の駆動モードに比べて制限することを特徴とする。 A servo driving method for a stepping motor according to claim 1 of the present invention is a servo driving method for driving a stepping motor driven by a predetermined driving pulse by a servo control method, and at least the stepping motor has a relatively large current. The first drive mode that is driven by the first drive mode and the second drive mode that is driven by a relatively small current are set to be switchable, and when the predetermined mode switching information is given, the first drive mode Switching between the second driving mode and the servo control of the stepping motor sets a predetermined sampling period, acquires control target information for each sampling period, and acquires the control target Depending on the information, the generation conditions of the drive pulse for driving the stepping motor at each sampling period Servo control that performs the same control, the sampling interval in the first drive mode and the sampling interval in the second drive mode are the same interval, and occurs within the sampling interval in the second drive mode The upper limit value of the number of drive pulses to be performed is limited as compared with the first drive mode .
この方法によれば、所定のモード切り替え情報の発生を契機として、比較的大電流で駆動させる第1の駆動モードと、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードとが切り替えられるので、サーボ制御においてステッピングモータに求められる負荷状況に応じて両モードを切り替え、効率的にステッピングモータへ通電することで省電力化を図ることができるようになる。例えば前記モード切り替え情報がサーボ制御における目標位置追従性の重要度に応じて発生されるようにすれば、高度の追従性が必要な場合にはステッピングモータを高速駆動可能とすべく第1の駆動モードに切り替え、さほど追従性が要求されない場合はステッピングモータに対する通電量を抑制すべく第2の駆動モードに切り替えるというようなステッピングモータの駆動を行えるようになる。   According to this method, when the predetermined mode switching information is generated, the first drive mode that is driven with a relatively large current and the second drive mode that is driven with a relatively small current are switched. It is possible to save power by switching both modes according to the load situation required for the stepping motor in the control and efficiently energizing the stepping motor. For example, if the mode switching information is generated according to the importance of the target position followability in the servo control, the first drive is performed so that the stepping motor can be driven at a high speed when high followability is required. When the mode is switched and the followability is not required so much, the stepping motor can be driven to switch to the second drive mode in order to suppress the energization amount to the stepping motor.
また、ステッピングモータを大電流で駆動すると、ロータに比較的強い回動力が作用し、これに伴いロータが磁極間を移動するときの駆動音が大きくなる傾向がある。そこで、例えば前記モード切り替え情報が前記駆動音の抑制必要性に応じて発生されるようにすれば、駆動音を抑制する必要性がある場合にはステッピングモータを低騒音駆動させるべく第2の駆動モードに切り替え、低騒音化が求められない場合や高速駆動を優先すべき場合には第1の駆動モードに切り替えるというようなステッピングモータの駆動を行えるようになる。   In addition, when the stepping motor is driven with a large current, a relatively strong rotational force acts on the rotor, and accordingly, there is a tendency that a driving sound is increased when the rotor moves between the magnetic poles. Therefore, for example, if the mode switching information is generated according to the necessity for suppressing the driving sound, the second driving is performed to drive the stepping motor with low noise when there is a need to suppress the driving sound. When switching to the mode and noise reduction is not required, or when high speed driving is to be prioritized, the stepping motor can be driven to switch to the first driving mode.
また、所定のサンプリング周期毎に駆動パルスの発生条件が設定されることから、駆動パルスの発生条件はサンプリング周期毎にリセットされ、新たにステッピングモータの駆動条件が設定可能となる。従って、前記サンプリング周期間のサンプリング間隔内に発生させる駆動パルスの数に依存してステッピングモータの速度制御を行うことが可能となる。そして、前記サンプリング間隔を両モードで同じ間隔とする一方で、第2の駆動モード時にサンプリング間隔内に発生させる駆動パルス数の上限値を前記第1の駆動モードに比べて制限することで、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードにおいて脱調を来たすような高速駆動用の駆動パルス発生条件が設定されないようにすることができる。 Further , since the drive pulse generation condition is set for each predetermined sampling period, the drive pulse generation condition is reset for each sampling period, and a new drive condition for the stepping motor can be set. Accordingly, the speed control of the stepping motor can be performed depending on the number of drive pulses generated within the sampling interval between the sampling periods. Then, while making the sampling interval the same interval in both modes, the upper limit value of the number of drive pulses generated within the sampling interval in the second drive mode is limited compared to the first drive mode. It is possible to prevent a drive pulse generation condition for high-speed driving from causing a step-out in the second drive mode driven with a small current.
本発明の請求項2にかかるステッピングモータのサーボ駆動方法は、所定の駆動パルスにより駆動されるステッピングモータを、サーボ制御方式で駆動させるサーボ駆動方法であって、少なくとも前記ステッピングモータを比較的大電流で駆動させる第1の駆動モードと、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードとを切り替え可能に設定しておき、所定のモード切り替え情報が与えられたときに、前記第1の駆動モードと第2の駆動モードとの間のモード切り替えを行い、前記ステッピングモータのサーボ制御が、所定のサンプリング周期を設定すると共に、該サンプリング周期毎に制御目標情報を取得し、取得された前記制御目標情報に応じて、前記サンプリング周期毎に前記ステッピングモータを駆動させる駆動パルスの発生条件の設定を行うサーボ制御であって、前記第1の駆動モードにおけるサンプリング間隔と、前記第2の駆動モードにおけるサンプリング間隔とは異なる間隔に設定されるものとし、前記第2の駆動モードにおいては、前記サンプリング間隔を前記第1の駆動モードに比べて長くすることを特徴とする。A servo driving method for a stepping motor according to a second aspect of the present invention is a servo driving method for driving a stepping motor driven by a predetermined driving pulse by a servo control method, and at least the stepping motor has a relatively large current. The first drive mode that is driven by the first drive mode and the second drive mode that is driven by a relatively small current are set to be switchable, and when the predetermined mode switching information is given, the first drive mode Switching between the second driving mode and the servo control of the stepping motor sets a predetermined sampling period, acquires control target information for each sampling period, and acquires the control target Depending on the information, the generation conditions of the drive pulse for driving the stepping motor at each sampling period Servo control is performed, and the sampling interval in the first drive mode and the sampling interval in the second drive mode are set to be different from each other. In the second drive mode, The sampling interval is longer than that in the first driving mode.
この構成によれば、同様にサンプリング間隔内に発生させる駆動パルスの数に依存してステッピングモータの速度制御を行うことが可能となり、そして、前記第2の駆動モードにおいては、前記サンプリング間隔を前記第1の駆動モードに比べて長くする構成としたので、一つのサンプリング間隔内に発生させる駆動パルス数が同じでも、単位時間当たりの駆動パルス数は比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードの方が少なくなる。これにより、第2の駆動モードにおいて脱調を来たすような高速駆動用の駆動パルス発生条件が設定されないようにすることができる。   According to this configuration, it becomes possible to control the speed of the stepping motor in the same manner depending on the number of drive pulses generated within the sampling interval, and in the second drive mode, the sampling interval is set to the above-mentioned sampling interval. Since the length is longer than that of the first drive mode, the second drive mode is driven with a relatively small current for the number of drive pulses per unit time even if the number of drive pulses generated within one sampling interval is the same. Is less. As a result, it is possible to prevent a drive pulse generation condition for high-speed driving from causing a step-out in the second drive mode.
上記請求項1または2に記載の構成において、前記ステッピングモータが、マイクロステップ駆動により駆動される構成とすることができる(請求項)。この構成によれば、ステッピングモータの他の駆動方式(例えば二相励磁方式など)に比べて、キメの細かい駆動制御が行えるようになる。 In the configuration according to claim 1 or 2 , the stepping motor may be driven by microstep driving (claim 3 ). According to this configuration, finer drive control can be performed as compared with other drive methods (for example, two-phase excitation method) of the stepping motor.
本発明の請求項にかかるステッピングモータのサーボ駆動機構は、所定の駆動パルスによりサーボ制御方式で駆動されるステッピングモータと、少なくとも前記ステッピングモータを、比較的大電流で駆動させる第1の駆動モードと、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードとで選択的に駆動させることが可能なドライバと、所定のモード切り替え情報が与えられたときに、前記第1の駆動モードと第2の駆動モードとの間のモード切り替えを行うモード切り替え部と、前記駆動モードに応じた前記駆動パルスの発生条件を制御する駆動パルス発生制御部とを具備し、前記駆動パルス発生制御部には、制御目標情報を取得するための所定のサンプリング周期が設定されており、前記駆動パルス発生制御部は、前記サンプリング周期毎に、それまでの駆動パルスの発生条件をリセットすると共に、次のサンプリング周期までのサンプリング間隔内における駆動パルス発生条件を定める演算を行う演算部と、前記モード切り替え部による第1の駆動モードと第2の駆動モードとのモード切り替え情報に応じて、前記サンプリング間隔内において発生させる駆動パルス数の上限値を設定するリミット設定部とを具備することを特徴とする。 A servo drive mechanism for a stepping motor according to a fourth aspect of the present invention includes a stepping motor driven by a servo control method with a predetermined drive pulse, and a first drive mode for driving at least the stepping motor with a relatively large current. A driver that can be selectively driven in a second drive mode that is driven with a relatively small current, and a predetermined mode switching information, the first drive mode and the second drive mode A mode switching unit that performs mode switching between drive modes; and a drive pulse generation control unit that controls a generation condition of the drive pulse in accordance with the drive mode. A predetermined sampling period for acquiring target information is set, and the drive pulse generation control unit performs the sampling for each sampling period. A calculation unit that resets the generation conditions of the drive pulse up to that time and performs an operation for determining a drive pulse generation condition within a sampling interval until the next sampling period, a first drive mode and a second mode by the mode switching unit And a limit setting unit that sets an upper limit value of the number of drive pulses generated within the sampling interval in accordance with mode switching information with respect to the drive mode .
この構成によれば、所定のモード切り替え情報を受けて、モード切り替え部により比較的大電流で駆動させる第1の駆動モードと、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードとが切り替えられるので、サーボ制御においてステッピングモータに求められる負荷状況若しくは駆動音の抑制必要性に応じて両モードを切り替え、効率的にステッピングモータへ通電することで省電力化を図り、若しくは低騒音駆動を行うことができるようになる。   According to this configuration, upon receiving predetermined mode switching information, the mode switching unit switches between the first drive mode that is driven with a relatively large current and the second drive mode that is driven with a relatively small current. Switching between both modes according to the load condition required for the stepping motor in servo control or the necessity of suppressing the driving sound, and saving power by efficiently energizing the stepping motor, or driving with low noise become able to.
また、駆動パルス発生制御部の演算部により所定のサンプリング周期毎に駆動パルスの発生条件が設定されることから、駆動パルスの発生条件はサンプリング周期毎にリセットされ、新たにステッピングモータの駆動条件が設定可能となる。従って、前記サンプリング周期間のサンプリング間隔内に発生させる駆動パルスの数に依存してステッピングモータの速度制御を行うことが可能となる。そして、第1の駆動モードと第2の駆動モードとのモード切り替え情報に応じて、前記サンプリング間隔内において発生させる駆動パルス数の上限値を設定するリミット設定部を備えるので、例えば比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードにおいて脱調を来たすような高速駆動用の駆動パルス発生条件が前記演算部により設定されないようにすることができる。 In addition , since the driving pulse generation condition is set for each predetermined sampling period by the calculation unit of the driving pulse generation control unit, the driving pulse generation condition is reset for each sampling period, and the stepping motor driving condition is newly set. It can be set. Accordingly, the speed control of the stepping motor can be performed depending on the number of drive pulses generated within the sampling interval between the sampling periods. In addition, since a limit setting unit that sets an upper limit value of the number of drive pulses generated within the sampling interval according to mode switching information between the first drive mode and the second drive mode is provided, for example, a relatively small current It is possible to prevent the calculation unit from setting a drive pulse generation condition for high-speed driving that causes a step-out in the second driving mode driven by.
本発明の請求項5にかかるステッピングモータのサーボ駆動機構は、所定の駆動パルスによりサーボ制御方式で駆動されるステッピングモータと、少なくとも前記ステッピングモータを、比較的大電流で駆動させる第1の駆動モードと、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードとで選択的に駆動させることが可能なドライバと、所定のモード切り替え情報が与えられたときに、前記第1の駆動モードと第2の駆動モードとの間のモード切り替えを行うモード切り替え部と、前記駆動モードに応じた前記駆動パルスの発生条件を制御する駆動パルス発生制御部とを具備し、前記駆動パルス発生制御部には、制御目標情報を取得するための所定のサンプリング周期が設定されており、前記駆動パルス発生制御部は、前記サンプリング周期毎に、それまでの駆動パルスの発生条件をリセットすると共に、次のサンプリング周期までのサンプリング間隔内における駆動パルス発生条件を定める演算を行う演算部と、前記モード切り替え部による第1の駆動モードと第2の駆動モードとのモード切り替え情報に応じて、前記サンプリング間隔を変化させるサンプリング間隔設定部とを具備することを特徴とする。A servo drive mechanism for a stepping motor according to a fifth aspect of the present invention includes a stepping motor driven by a servo control method with a predetermined drive pulse, and a first drive mode for driving at least the stepping motor with a relatively large current. A driver that can be selectively driven in a second drive mode that is driven with a relatively small current, and a predetermined mode switching information, the first drive mode and the second drive mode A mode switching unit that performs mode switching between drive modes; and a drive pulse generation control unit that controls a generation condition of the drive pulse in accordance with the drive mode. A predetermined sampling period for acquiring target information is set, and the drive pulse generation control unit performs the sampling for each sampling period. A calculation unit that resets the generation conditions of the drive pulse up to that time and performs an operation for determining a drive pulse generation condition within a sampling interval until the next sampling period, a first drive mode and a second mode by the mode switching unit And a sampling interval setting unit that changes the sampling interval in accordance with mode switching information with respect to the driving mode.
この構成によれば、同様に駆動パルス発生制御部の演算部によりサンプリング間隔内に発生させる駆動パルスの数に依存してステッピングモータの速度制御を行うことが可能となる。そして、第1の駆動モードと第2の駆動モードとのモード切り替え情報に応じて、前記サンプリング間隔を変化させるサンプリング間隔設定部を備えるので、例えば前記第2の駆動モードにおいては前記サンプリング間隔を前記第1の駆動モードに比べて長くすることで単位時間当たりの駆動パルス数を少なくし、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードにおいて脱調を来たすような高速駆動用の駆動パルス発生条件が設定されないようにすることができる。   According to this configuration, similarly, the speed control of the stepping motor can be performed depending on the number of drive pulses generated within the sampling interval by the calculation unit of the drive pulse generation control unit. And since the sampling interval setting part which changes the said sampling interval according to the mode switching information of the 1st drive mode and the 2nd drive mode is provided, for example in the said 2nd drive mode, the said sampling interval is set to the above-mentioned Drive pulse generation conditions for high-speed driving that cause a step-out in the second driving mode in which the number of driving pulses per unit time is reduced by making it longer than that in the first driving mode and driving is performed with a relatively small current. Can be prevented from being set.
本発明の請求項にかかる撮像装置は、被写体の撮像動作を行う撮像手段と、該撮像手段による撮像動作の際に各種の駆動を行うステッピングモータを用いた駆動機構とを具備する撮像装置であって、前記駆動機構として、請求項4又は5に記載のサーボ駆動機構が採用されていることを特徴とする。この構成によれば、上記サーボ駆動機構により、フォーカシング機構等の撮像装置に備えられている各種駆動機構が構成されるので、それら駆動機構において上記請求項4又は5の構成にかかる作用を奏する撮像装置を提供できるようになる。 An imaging apparatus according to a sixth aspect of the present invention is an imaging apparatus that includes an imaging unit that performs an imaging operation of a subject, and a drive mechanism that uses a stepping motor that performs various types of driving during the imaging operation by the imaging unit. The servo drive mechanism according to claim 4 or 5 is employed as the drive mechanism. According to this configuration, since the servo drive mechanism constitutes various drive mechanisms provided in the imaging device such as the focusing mechanism, the imaging that exhibits the operation according to the configuration of claim 4 or 5 in the drive mechanism. A device can be provided.
上記構成において、前記撮像装置が、前記駆動機構として前記撮像手段による撮像動作の際に機械的な振れ補正を行う振れ補正手段を具備する撮像装置であって、前記振れ補正手段が、請求項4又は5に記載のサーボ駆動機構を駆動部として具備する構成であることが望ましい(請求項)。この構成によれば、上記サーボ駆動機構により振れ補正手段が構成されるので、該振れ補正手段において上記請求項4又は5の構成にかかる作用を奏する撮像装置を提供できるようになる。 In the above-described configuration, the image pickup apparatus includes an shake correction unit that performs mechanical shake correction during the image pickup operation by the image pickup unit as the drive mechanism, and the shake correction unit includes: Alternatively , it is desirable that the servo drive mechanism according to 5 is provided as a drive unit (claim 7 ). According to this configuration, since the shake correction unit is configured by the servo drive mechanism, it is possible to provide an imaging apparatus that exhibits the operation according to the configuration of the fourth or fifth aspect in the shake correction unit.
本発明の撮像装置は、被写体の撮像動作を行う撮像手段と、所定の駆動機構を備え、前記撮像手段による撮像動作の際に機械的な振れ補正を行う振れ補正手段と、所定の振れ検出手段により検出される振れ量に基づいて、前記振れ補正手段による駆動目標位置を演算する制御目標位置演算部とを具備する撮像装置であって、前記振れ補正手段の駆動機構は、所定の駆動パルスによりサーボ制御方式で駆動されるステッピングモータと、少なくとも前記ステッピングモータを、比較的大電流で駆動させる第1の駆動モードと、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードとで選択的に駆動させることが可能なドライバと、所定のモード切り替え情報が与えられたときに、前記第1の駆動モードと第2の駆動モードとの間のモード切り替えを行うモード切り替え部と、前記駆動モードに応じた前記駆動パルスの発生条件を制御する駆動パルス発生制御部とを具備することを特徴とする。 Imaging device of the present invention includes an imaging unit that performs imaging operation of the subject, a predetermined drive mechanism, a shake correction unit performs a mechanical shake correction during the imaging operation by the imaging unit, a predetermined vibration detection And a control target position calculation unit that calculates a drive target position by the shake correction unit based on a shake amount detected by the unit, wherein the drive mechanism of the shake correction unit includes a predetermined drive pulse. The stepping motor driven by the servo control method is selectively driven in a first driving mode in which at least the stepping motor is driven with a relatively large current and a second driving mode in which the stepping motor is driven with a relatively small current. Mode switching between the first drive mode and the second drive mode when given driver and predetermined mode switching information are given Characterized by comprising the over de switching unit, and a drive pulse generation control section for controlling the generation condition of the drive pulse according to the driving mode.
この構成によれば、所定のモード切り替え情報を受けて、モード切り替え部により比較的大電流で駆動させる第1の駆動モードと、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードとが切り替えられるので、サーボ制御においてステッピングモータに求められる負荷状況に応じて両モードを切り替え、効率的にステッピングモータへ通電することで省電力化を図ることができるようになる。従って、例えば前記モード切り替え情報が振れ補正のサーボ制御における目標位置追従性の重要度に応じて発生されるようにすれば、振れ補正において高度の追従性が必要な場合(例えば静止画のキャプチャー時や目標位置偏差が大きい場合など)にはステッピングモータを高速駆動可能とすべく第1の駆動モードに切り替え、さほど振れに対する追従性が要求されない場合(ライブビュー時など)は、振れ補正性能を意図的に低下させてステッピングモータに対する通電量を抑制すべく第2の駆動モードに切り替えるというようなステッピングモータの駆動を行えるようになる。   According to this configuration, upon receiving predetermined mode switching information, the mode switching unit switches between the first drive mode that is driven with a relatively large current and the second drive mode that is driven with a relatively small current. In the servo control, it is possible to save power by switching both modes according to the load condition required for the stepping motor and efficiently energizing the stepping motor. Therefore, for example, if the mode switching information is generated in accordance with the importance of the target position followability in the shake correction servo control, a high degree of followability is required in shake correction (for example, when capturing a still image). Switch to the first drive mode so that the stepping motor can be driven at high speed (when the target position deviation is large, etc.). Therefore, the stepping motor can be driven such that the current is switched to the second driving mode to suppress the energization amount to the stepping motor.
さらに、前記モード切り替え情報がステッピングモータの駆動音の抑制必要性に応じて発生されるようにすれば、駆動音を抑制する必要性がある場合(動画撮影時など)には、振れ補正性能を意図的に低下させてステッピングモータを低騒音駆動させるべく第2の駆動モードに切り替え、低騒音化が求められない場合(静止画撮影時など)や高速駆動を優先すべき場合(静止画のキャプチャー時など)には第1の駆動モードに切り替えるというようなステッピングモータの駆動を行えるようになる。   Furthermore, if the mode switching information is generated in accordance with the necessity of suppressing the driving sound of the stepping motor, when it is necessary to suppress the driving sound (such as when shooting a movie), the shake correction performance is improved. Switch to the second drive mode to drive the stepping motor with low noise intentionally and when low noise reduction is not required (when shooting still images) or when high-speed driving should be prioritized (still image capture) The stepping motor can be driven such as switching to the first drive mode.
上記構成において、前記撮像装置は、静止画撮影が可能な撮像装置であって、前記モード切り替え部は、前記静止画のキャプチャー時に第1の駆動モードとし、それ以外の動作状態時に第2の駆動モードとするモード切り替えを行う構成とすることができる(請求項)。この構成によれば、高度の追従性をもって振れ補正動作の実行が求められる静止画のキャプチャー時にのみ第1の駆動モードとし、それ以外の動作状態時は第2の駆動モードとするので、比較的大電流を消費する第1の駆動モードによる振れ補正の実行を最小限に規制され、一層優れた省電力効果、低騒音効果を得ることができる。 In the above-described configuration, the imaging device is an imaging device capable of taking a still image, and the mode switching unit sets the first drive mode when capturing the still image, and performs the second drive during other operating states. It can be set as the structure which performs the mode switching which becomes a mode (Claim 8 ). According to this configuration, the first drive mode is set only when capturing a still image that requires execution of a shake correction operation with a high degree of followability, and the second drive mode is set in other operating states. Execution of shake correction in the first drive mode that consumes a large current is restricted to a minimum, and more excellent power saving effect and low noise effect can be obtained.
また上記構成において、前記撮像装置は、静止画撮影が可能な撮像装置であって、前記モード切り替え部は、前記制御目標位置演算部にて求められる駆動目標位置情報とステッピングモータの現在位置情報との偏差が所定の閾値以下であるか否かにより、前記第1の駆動モードと第2の駆動モードとの間のモード切り替えを行うものであって、前記偏差が所定の閾値を超えたときに、第1の駆動モードへの切り替えを行う構成とすることができる(請求項)。この構成によれば、サーボ制御における目標位置偏差が大きい場合にステッピングモータを高速駆動できる第1の駆動モードに切り替え、偏差が小さい場合は電流消費量が少ない第2の駆動モードに切り替えられるので、振れ補正の必要性に応じてステッピングモータへ通電され無用な電流消費は規制されることから、優れた振れ補正能力を常時担保しつつ、省電力効果を発揮することができるようになる。 Further, in the above configuration, the imaging device is an imaging device capable of taking a still image, and the mode switching unit includes drive target position information obtained by the control target position calculation unit and current position information of the stepping motor. Is switched between the first drive mode and the second drive mode depending on whether or not the deviation is less than or equal to a predetermined threshold, and when the deviation exceeds a predetermined threshold Further, the first drive mode can be switched (claim 9 ). According to this configuration, when the target position deviation in servo control is large, the stepping motor is switched to the first drive mode that can be driven at high speed, and when the deviation is small, the second drive mode is switched to the second drive mode that consumes less current. Since the stepping motor is energized and unnecessary current consumption is regulated according to the necessity of shake correction, the power saving effect can be exhibited while always ensuring excellent shake correction capability.
請求項1にかかるステッピングモータのサーボ駆動方法によれば、サーボ制御においてステッピングモータに求められる負荷状況若しくは駆動音の抑制必要性に応じて両モードを切り替え、効率的にステッピングモータへ通電するので、ステッピングモータをサーボ駆動するにあたり、省電力化若しくは低騒音化を達成することができるようになる。   According to the servo driving method of the stepping motor according to claim 1, both modes are switched according to the load situation required for the stepping motor in servo control or the necessity of suppressing the driving sound, and the stepping motor is efficiently energized. In servo-driving the stepping motor, power saving or noise reduction can be achieved.
また、サーボ制御を行うにあたり、所定のサンプリング周期毎に最も適した駆動条件を判定しつつステッピングモータを駆動させることができると共に、第2の駆動モードにおいて、サンプリング間隔内に発生させる駆動パルス数の上限値を前記第1の駆動モードに比べて制限することで、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードにおいて脱調が生じないよう最高速度を抑制することができるようになる。 In addition , when performing servo control, the stepping motor can be driven while determining the most suitable driving condition for each predetermined sampling period, and in the second driving mode, the number of driving pulses generated within the sampling interval can be determined. By limiting the upper limit value compared to the first drive mode, the maximum speed can be suppressed so as not to cause a step-out in the second drive mode driven with a relatively small current.
請求項にかかるステッピングモータのサーボ駆動方法によれば、サーボ制御を行うにあたり、所定のサンプリング周期毎に最も適した駆動条件を判定しつつステッピングモータを駆動させることができると共に、第2の駆動モードにおいては、前記サンプリング間隔を前記第1の駆動モードに比べて長くすることで、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードにおいて脱調が生じないよう最高速度を抑制することができるようになる。 According to the servo driving method of the stepping motor according to claim 2 , in performing the servo control, the stepping motor can be driven while determining the most suitable driving condition for each predetermined sampling period, and the second driving In the mode, by making the sampling interval longer than that in the first driving mode, the maximum speed can be suppressed so that the step-out does not occur in the second driving mode driven with a relatively small current. become.
請求項にかかるステッピングモータのサーボ駆動方法によれば、ステッピングモータの他の駆動方式(例えば二相励磁方式など)に比べて、キメの細かい駆動制御が行えるようになる。 According to the servo driving method of the stepping motor according to the third aspect , finer driving control can be performed as compared with other driving methods (for example, two-phase excitation method) of the stepping motor.
請求項にかかるステッピングモータのサーボ駆動機構によれば、モード切り替え部により、サーボ制御においてステッピングモータに求められる負荷状況若しくは駆動音の抑制必要性に応じて両モードを切り替え、効率的にステッピングモータへ通電するので、ステッピングモータをサーボ駆動するにあたり、省電力化若しくは低騒音化を達成することができるようになる。 According to the servo drive mechanism of the stepping motor according to claim 4 , the mode switching unit switches both modes according to the load situation required for the stepping motor in the servo control or the necessity of suppressing the driving noise, and efficiently the stepping motor. Therefore, power saving or noise reduction can be achieved when the stepping motor is servo-driven.
また、サーボ制御を行うにあたり、所定のサンプリング周期毎に最も適した駆動条件を判定しつつステッピングモータを駆動させることができると共に、第2の駆動モードにおいて、サンプリング間隔内に発生させる駆動パルス数の上限値を前記第1の駆動モードに比べて制限することで、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードにおいて脱調が生じないよう最高速度を抑制することができるようになる。 In addition , when performing servo control, the stepping motor can be driven while determining the most suitable driving condition for each predetermined sampling period, and in the second driving mode, the number of driving pulses generated within the sampling interval can be determined. By limiting the upper limit value compared to the first drive mode, the maximum speed can be suppressed so as not to cause a step-out in the second drive mode driven with a relatively small current.
請求項にかかるステッピングモータのサーボ駆動機構によれば、サーボ制御を行うにあたり、所定のサンプリング周期毎に最も適した駆動条件を判定しつつステッピングモータを駆動させることができると共に、第2の駆動モードにおいては、前記サンプリング間隔を前記第1の駆動モードに比べて長くすることで、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードにおいて脱調が生じないよう最高速度を抑制することができるようになる。 According to the servo drive mechanism of the stepping motor according to the fifth aspect , in performing the servo control, the stepping motor can be driven while determining the most suitable drive condition for each predetermined sampling period, and the second drive In the mode, by making the sampling interval longer than that in the first driving mode, the maximum speed can be suppressed so that the step-out does not occur in the second driving mode driven with a relatively small current. become.
請求項にかかる撮像装置によれば、請求項4又は5の駆動機構が具備する先の作用効果を享受できる撮像装置を提供できるようになる。 According to the image pickup apparatus of the sixth aspect , it is possible to provide an image pickup apparatus that can enjoy the above-described effects provided by the drive mechanism of the fourth or fifth aspect.
請求項にかかる撮像装置によれば、請求項4又は5の駆動機構が具備する先の作用効果を享受できる振れ補正手段を備えた撮像装置を提供できるようになる。 According to the imaging device of the seventh aspect , it is possible to provide an imaging device including a shake correction unit that can enjoy the above-described operation and effect of the drive mechanism of the fourth or fifth aspect.
本発明にかかる撮像装置によれば、撮像装置の動作シチュエーションに応じて、振れ補正手段が適宜第1の駆動モード或いは第2の駆動モードのステッピングモータで動作されるので、ステッピングモータによる振れ補正機構を備えた撮像装置の省電力化、低騒音化を図ることができる。 According to the image pickup apparatus of the present invention , the shake correction unit is appropriately operated by the stepping motor in the first drive mode or the second drive mode according to the operation situation of the image pickup apparatus. It is possible to achieve power saving and noise reduction of the image pickup apparatus having the above.
請求項にかかる撮像装置によれば、フル規格の振れ補正動作が求められる静止画のキャプチャー時にのみ第1の駆動モードとするので、比較的大電流を消費する第1の駆動モードによる振れ補正の実行が最小限に規制され、一層優れた省電力効果、低騒音効果を得ることができる。 According to the imaging apparatus of the eighth aspect , since the first drive mode is set only when capturing a still image for which a full standard shake correction operation is required, the shake correction by the first drive mode that consumes a relatively large current is performed. Execution is regulated to the minimum, and more excellent power saving effect and low noise effect can be obtained.
請求項にかかる撮像装置によれば、目標位置偏差の大きさ、すなわち振れ補正の必要性に応じてステッピングモータへ通電量を制御し無用な電流消費は規制されることから、優れた振れ補正能力を常時担保しつつ、省電力効果を発揮することができる。 According to the image pickup apparatus of the ninth aspect , since the amount of current applied to the stepping motor is controlled and unnecessary current consumption is regulated according to the size of the target position deviation, that is, the necessity of shake correction, excellent shake correction is achieved. The power saving effect can be exhibited while always securing the capability.
以下、図面に基づいて、本発明にかかるステッピングモータのサーボ駆動機構(駆動方法)が適用される鏡胴内蔵型のデジタルカメラ(撮像装置)を例示して、具体的実施態様につき詳細に説明する。
(デジタルカメラの全体構造の概略説明)
図1は、本実施形態にかかるデジタルカメラ1の外観を示す図であって、図1(a)はその正面図、(b)は背面図をそれぞれ示している。この鏡胴内蔵型のデジタルカメラ1は、カメラ本体ボディ10の頂面にはレリーズ釦101等が、正面側には撮影窓部102や閃光部103等が、また背面側には各種の操作ボタン104や液晶モニタ(LCD)等からなる表示部105、ファインダー106等がそれぞれ配置されている。
Hereinafter, a specific embodiment will be described in detail with reference to the drawings by exemplifying a digital camera (imaging device) with a built-in lens barrel to which a servo driving mechanism (driving method) of a stepping motor according to the present invention is applied. .
(Overview of the overall structure of the digital camera)
1A and 1B are views showing the appearance of a digital camera 1 according to the present embodiment, in which FIG. 1A shows a front view and FIG. 1B shows a rear view. The digital camera 1 with a built-in lens barrel has a release button 101 and the like on the top surface of the camera body 10, a shooting window portion 102 and a flash portion 103 on the front side, and various operation buttons on the back side. 104, a display unit 105 including a liquid crystal monitor (LCD), a finder 106, and the like are arranged.
そして本体ボディ10の内部には、前記撮影窓部102を通して対物レンズ21から被写体像を取り入れ、本体ボディ10の内部に配置されている固体撮像素子へ導くための撮影レンズ系を構成する屈曲型の鏡胴2が内蔵されている。この屈曲型の鏡胴2は、ズーミングやフォーカシング駆動時においてもその長さが変動しない、つまり本体ボディ10から外部に突出することのない鏡胴であって、その像面側に固体撮像素子が一体的に組み付けられている。さらに、本体ボディ10の内部には、当該カメラ1に与えられる振れを検出する振れ検出手段としてのピッチ(P)振れ検出ジャイロ11と、ヨー(Ya)振れ検出ジャイロ12とが内蔵されている。なお、カメラ1の水平方向(幅方向)をX軸方向と、カメラ1の垂直方向(高さ方向)をY軸方向として、X軸周りの回転方向をピッチ(P)方向とし、Y軸周りの回転方向をヨー(Ya)方向と定めるものとする。   In the body body 10, a bending type that constitutes a photographing lens system for taking a subject image from the objective lens 21 through the photographing window portion 102 and guiding the subject image to a solid-state imaging device disposed inside the body body 10. A lens barrel 2 is incorporated. The bending-type lens barrel 2 is a lens barrel whose length does not vary even during zooming or focusing drive, that is, a lens barrel that does not protrude outward from the main body 10, and a solid-state image sensor is provided on the image plane side. It is assembled integrally. Furthermore, a pitch (P) shake detection gyro 11 and a yaw (Ya) shake detection gyro 12 as shake detection means for detecting shake given to the camera 1 are built in the main body 10. The horizontal direction (width direction) of the camera 1 is the X-axis direction, the vertical direction (height direction) of the camera 1 is the Y-axis direction, the rotational direction around the X axis is the pitch (P) direction, and the Y-axis is around Is defined as the yaw (Ya) direction.
この屈曲型の鏡胴2は、カメラ本体ボディ10の内部に縦型に内蔵される(勿論、横型に内蔵される態様でも良い)筒型を呈しており、該鏡胴2を揺動駆動する駆動機構を備えた振れ補正手段が付設されている。そして、前記ピッチ振れ検出ジャイロ11及びヨー振れ検出ジャイロ12にて本体ボディ10の振れ振動が検出された場合に、鏡胴2は前記振れ補正手段により、その振れを打ち消すようにピッチ方向及びヨー方向に揺動駆動される構成とされている。   The bending-type lens barrel 2 has a cylindrical shape that is vertically incorporated in the camera body 10 (or, of course, may be incorporated in a horizontal shape), and swings and drives the lens barrel 2. A shake correction means having a drive mechanism is attached. When the shake vibration of the main body 10 is detected by the pitch shake detection gyro 11 and the yaw shake detection gyro 12, the lens barrel 2 is pitch direction and yaw direction so as to cancel the shake by the shake correction means. It is configured to be driven to swing.
図2は、このような鏡胴2の揺動駆動機構(振れ補正機構)の一例を模式的に示した斜視図である。鏡胴2は、該鏡胴2を揺動可能に支持する支持点を備える支持手段にて保持される。図2に示す例では、鏡胴2を図中矢印A1の第1の方向に回動(揺動)可能とさせる第1の回転軸200a並びにその軸受け(図示省略)、及び鏡胴2を図中矢印A2の第2の方向に回動可能とさせる第2の回転軸200b並びにその軸受けにて支持されている例を示している。この支持手段は、鏡胴2を少なくとも2軸方向に揺動させ得るものであれば良く、その支持形態や支持点の数については特に限定はない。従って、一個又は複数個のボール軸受け等を用いて鏡胴2を揺動自在に支持する方式、あるいはコイルバネ等の弾性部材で鏡胴2を多点的に支持する方式等、種々の支持形態を採ることが可能である。   FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of such a swing drive mechanism (shake correction mechanism) of the lens barrel 2. The lens barrel 2 is held by a support means having a support point that supports the lens barrel 2 in a swingable manner. In the example shown in FIG. 2, the first rotating shaft 200a and its bearings (not shown) and the lens barrel 2 that allow the lens barrel 2 to rotate (swing) in the first direction indicated by the arrow A1 in the drawing are shown. An example is shown in which the second rotary shaft 200b that is rotatable in the second direction indicated by the middle arrow A2 and the bearing thereof are supported. The support means may be any means as long as it can swing the lens barrel 2 in at least two axial directions, and the support form and the number of support points are not particularly limited. Accordingly, various support forms such as a system in which the lens barrel 2 is swingably supported using one or a plurality of ball bearings, or a system in which the lens barrel 2 is supported in multiple points by an elastic member such as a coil spring. It is possible to take.
鏡胴2のピッチ方向及びヨー方向への揺動駆動は、所定の駆動回路(ドライバ)6で駆動されるステッピングモータからなるピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bによりそれぞれ行われる。これらピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bは、後記で詳述するようなサーボ制御方式で駆動される。なお、本実施形態におけるドライバ6は、少なくとも前記ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bを、それぞれ比較的大電流で駆動させる第1の駆動モードと、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードとで選択的に駆動させることが可能なドライバである。   The lens barrel 2 is driven to swing in the pitch direction and the yaw direction by a pitch direction motor 3a and a yaw direction motor 3b, which are stepping motors driven by a predetermined drive circuit (driver) 6, respectively. The pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b are driven by a servo control system as described in detail later. Note that the driver 6 in this embodiment has a first drive mode in which at least the pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b are driven with a relatively large current, respectively, and a second drive mode in which the driver 6 is driven with a relatively small current. And a driver that can be selectively driven.
ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bから鏡胴2への駆動力伝達機構は適宜設定することができる。図2に示す例では、第1の回転軸200aに固定されたギア201aと、ピッチ方向モータ3aの回転軸に固定されたギア202aとを歯合させることで、カメラ本体ボディ10の内部において第1の回転軸200aの軸回りに鏡胴2が矢印A1方向へ回動され、また第2の回転軸200bに固定されたギア201bと、ヨー方向モータ3bの回転軸に固定されたギア202bとを歯合させることで、第2の回転軸200bの軸回りに鏡胴2が矢印A2方向へ回動される構成を示している。なお、ステッピングモータは入力した駆動パルスの積分値で位置把握が可能(オープンループ制御)であるが、あえてクローズドループ制御を行う場合は、鏡胴2のホームポジション等を検知するための位置センサ等が付設される。   The driving force transmission mechanism from the pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b to the lens barrel 2 can be set as appropriate. In the example shown in FIG. 2, the gear 201 a fixed to the first rotation shaft 200 a and the gear 202 a fixed to the rotation shaft of the pitch direction motor 3 a are engaged with each other, so that the first inside the camera body body 10. The lens barrel 2 is rotated in the direction of the arrow A1 around the axis of one rotation shaft 200a, and a gear 201b fixed to the second rotation shaft 200b, and a gear 202b fixed to the rotation shaft of the yaw direction motor 3b FIG. 2 shows a configuration in which the lens barrel 2 is rotated in the arrow A2 direction around the second rotation shaft 200b. The position of the stepping motor can be grasped by the integrated value of the input drive pulse (open loop control). However, when performing closed loop control, a position sensor or the like for detecting the home position of the lens barrel 2 or the like. Is attached.
図3は、本実施形態で採用されているステッピングモータのサーボ駆動方法を概略的に示す模式的なブロック図である。ステッピングモータ3(前記ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bが該当)は、目標値に対して現在値(出力値)を追従させるサーボ制御方式で駆動され、且つ入力された駆動パルス数をカウントすることで駆動状態(現在値情報)が把握されるオープンループ制御で駆動されている。駆動パルス発生制御部4は、ステッピングモータ3を駆動させる駆動パルスの発生条件の設定を行うものである。   FIG. 3 is a schematic block diagram schematically showing a servo driving method of the stepping motor adopted in the present embodiment. The stepping motor 3 (corresponding to the pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b) is driven by a servo control system that follows the current value (output value) with respect to the target value, and counts the number of input drive pulses. Thus, it is driven by open loop control in which the driving state (current value information) is grasped. The drive pulse generation control unit 4 sets a generation condition of a drive pulse for driving the stepping motor 3.
このような構成において、任意に変位する目標値(振れ補正の目標となる位置情報)に対して所定のサンプリング周期t1〜t5が設定される。そして駆動パルス発生制御部4は、このサンプリング周期t1〜t5毎に制御目標情報を取得し、この制御目標情報に応じて、前記サンプリング周期t1〜t5毎に駆動パルス発生条件のリセットと新たな駆動パルス発生条件の設定を行う。つまり、サンプリング周期t1において、それまでのサンプリング間隔S0において設定されていた駆動パルス発生条件を、目標位置に到達したか否かに拘わらずリセットすると共に、次のサンプリング間隔S1における新たな駆動パルス発生条件の設定を行うものである。以下、サンプリング周期t2〜t5についても、同様な動作が実行される。従って、ステッピングモータ3の駆動条件をサンプリング周期t1〜t5毎に目標値の変位に応じて適宜設定可能となり、目標値に現在値を追従させるサーボ制御を的確に実行できるようになる。   In such a configuration, predetermined sampling periods t1 to t5 are set for a target value that is arbitrarily displaced (position information that is a target for shake correction). The drive pulse generation control unit 4 acquires control target information for each sampling period t1 to t5, and resets the drive pulse generation condition and performs a new drive for each sampling period t1 to t5 according to the control target information. Set the pulse generation conditions. That is, in the sampling cycle t1, the drive pulse generation conditions set in the previous sampling interval S0 are reset regardless of whether or not the target position is reached, and a new drive pulse is generated in the next sampling interval S1. The condition is set. Thereafter, the same operation is executed for the sampling periods t2 to t5. Therefore, the driving condition of the stepping motor 3 can be set as appropriate according to the displacement of the target value for each sampling period t1 to t5, and servo control for following the current value to the target value can be accurately executed.
上記サンプリング周期t1〜t5は、所望の駆動速度や分解能及びステッピングモータの性能に応じて適宜設定される。また、サンプリング周期t1〜t5毎に設定される駆動パルス発生条件は、例えば各々のサンプリング間隔S1〜S5において発生させる駆動パルスの数やパルスレートなどである。なお、上記オープンループ制御に代えてクローズドループ制御を採用してもよく、この場合は別途位置検出センサ等を設け、この位置検出センサ等からサンプリング周期t1〜t5毎に制御目標情報と比較するための現在値情報を取得するようにすればよい。
(デジタルカメラの全体的な電気的構成の説明)
図4は、本実施形態におけるデジタルカメラ1の構成を、本発明にかかわる電気的構成の要部についてのみ概略的に示したブロック図である。このデジタルカメラ1の本体ボディ10内には、レリーズ釦101、該カメラ1に与えられる手振れ等を検出する振れ検出手段としてのピッチ振れ検出ジャイロ11及びヨー振れ検出ジャイロ12、各種の回路基板ブロックからなる回路装置部13、撮影レンズ系を構成する鏡胴2、及び該鏡胴2を振れ補正駆動する上述のステッピングモータからなるピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bが備えられている。また、前記回路装置部13は、制御目標位置演算部14、シーケンスコントロール回路15、制御回路4(駆動パルス発生制御部)、積分回路5、ドライバ6及びモード切り替え部7を備えて構成されている。
The sampling periods t1 to t5 are appropriately set according to the desired driving speed and resolution and the performance of the stepping motor. The drive pulse generation conditions set for each sampling period t1 to t5 are, for example, the number of drive pulses generated at each sampling interval S1 to S5 and the pulse rate. Note that closed-loop control may be employed instead of the open-loop control. In this case, a separate position detection sensor or the like is provided, and this position detection sensor or the like is compared with the control target information every sampling period t1 to t5. What is necessary is just to acquire the present value information.
(Description of the overall electrical configuration of the digital camera)
FIG. 4 is a block diagram schematically showing the configuration of the digital camera 1 in this embodiment only with respect to the main part of the electrical configuration according to the present invention. In the main body 10 of the digital camera 1, a release button 101, a pitch shake detection gyro 11 and a yaw shake detection gyro 12 as shake detection means for detecting a shake given to the camera 1, and various circuit board blocks are included. And a pitch direction motor 3a and a yaw direction motor 3b including the above-described stepping motor for driving the lens barrel 2 to be shake-corrected. The circuit device unit 13 includes a control target position calculation unit 14, a sequence control circuit 15, a control circuit 4 (drive pulse generation control unit), an integration circuit 5, a driver 6, and a mode switching unit 7. .
レリーズ釦101は、ユーザが撮影動作を行う際に押下する操作スイッチであり、このレリーズ釦101が半押し状態とされると撮影準備状態となる。かかる撮影準備状態では、被写体に自動的にピントを合わせるオートフォーカス(AF)、露出を自動的に決定するオートエクスポージャー(AE)及び手振れによる画像乱れを防止するための振れ補正機能が動作する。この振れ補正機能は、フレーミングを容易にするためにレリーズ釦101の押下中は連続して動作し続ける。また、レリーズ釦101がユーザによって全押し状態にされると、撮影が行われる。すなわち、AEで決定された露出状態に従って、固体撮像素子が適正露出になるように露光制御が行われる。   The release button 101 is an operation switch that is pressed when the user performs a shooting operation. When the release button 101 is half-pressed, a shooting preparation state is set. In such a shooting preparation state, auto focus (AF) for automatically focusing on a subject, auto exposure (AE) for automatically determining exposure, and a shake correction function for preventing image disturbance due to camera shake are operated. This shake correction function continues to operate while the release button 101 is pressed to facilitate framing. When the release button 101 is fully pressed by the user, shooting is performed. That is, exposure control is performed so that the solid-state imaging device is properly exposed according to the exposure state determined by AE.
ピッチ振れ検出ジャイロ11は、カメラ1のピッチ方向(図1参照)の振れを検出するジャイロセンサであり、ヨー振れ検出ジャイロ12は、カメラ1のヨー方向の振れを検出するジャイロセンサである。ここで用いられるジャイロセンサは、測定対象物(本実施形態ではカメラ本体ボディ10)が振れによって回転した場合における振れの角速度を検出するものである。このようなジャイロセンサとしては、例えば圧電素子に電圧を印加して振動状態とし、該圧電素子に回転運動による角速度が加わったときに生じるコリオリ力に起因する歪みを、電気信号として取り出すことで角速度を検出するタイプのものを用いることができる。   The pitch shake detection gyro 11 is a gyro sensor that detects shake in the pitch direction (see FIG. 1) of the camera 1, and the yaw shake detection gyro 12 is a gyro sensor that detects shake in the yaw direction of the camera 1. The gyro sensor used here detects an angular velocity of shake when the measurement object (in this embodiment, the camera body 10) rotates due to shake. As such a gyro sensor, for example, a voltage is applied to a piezoelectric element to make it vibrate, and distortion caused by Coriolis force generated when an angular velocity due to rotational motion is applied to the piezoelectric element is taken out as an electrical signal to extract the angular velocity. Can be used.
制御目標位置演算部14は、所定のサンプリング周期で取得する制御目標情報を設定する。すなわち、ピッチ振れ検出ジャイロ11が検出したピッチ振れ角速度信号及びヨー振れ検出ジャイロ12が検出したヨー振れ角速度信号を取得し、サーボ制御における制御目標値(この場合、駆動対象物である鏡胴2の位置情報)を設定する。この制御目標位置演算部14は、振れ検出回路141、振れ量検出回路142及び係数変換回路143を備えている。   The control target position calculation unit 14 sets control target information acquired at a predetermined sampling period. That is, the pitch shake angular velocity signal detected by the pitch shake detection gyro 11 and the yaw shake angular velocity signal detected by the yaw shake detection gyro 12 are acquired, and the control target value in the servo control (in this case, the lens barrel 2 which is the driving object) Set location information. The control target position calculation unit 14 includes a shake detection circuit 141, a shake amount detection circuit 142, and a coefficient conversion circuit 143.
振れ検出回路141は、ピッチ振れ検出ジャイロ11及びヨー振れ検出ジャイロ12により検出された各角速度信号から、ノイズ及びドリフトを低減するためのフィルタ回路(ローパスフィルタ及びハイパスフィルタ)及び各角速度信号を増幅するための増幅回路などの処理回路を備えて構成される。これら処理回路による処理後の各角速度信号は、振れ量検出回路142に入力される。   The shake detection circuit 141 amplifies a filter circuit (low-pass filter and high-pass filter) for reducing noise and drift and each angular velocity signal from each angular velocity signal detected by the pitch shake detection gyro 11 and the yaw shake detection gyro 12. And a processing circuit such as an amplifier circuit. Each angular velocity signal processed by these processing circuits is input to the shake amount detection circuit 142.
振れ量検出回路142は、検出された各角速度信号を所定の時間間隔で取り込み、カメラ1のX軸方向の振れ量をdetx、Y軸方向の振れ量をdetyとして係数変換回路143に出力する。また、係数変換回路143は、振れ量検出回路142から出力される各方向の振れ量(detx,dety)を、各方向の移動量(px,py)、つまりピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bにより、鏡胴2を移動させるべき移動量に変換する。係数変換回路143から出力された各方向の移動量(px、py)を示す信号は、制御回路4に入力される。   The shake amount detection circuit 142 takes in each detected angular velocity signal at a predetermined time interval, and outputs it to the coefficient conversion circuit 143 with the shake amount of the camera 1 in the X-axis direction as detx and the shake amount in the Y-axis direction as dead. Also, the coefficient conversion circuit 143 converts the shake amounts (detx, dety) in each direction output from the shake amount detection circuit 142 into movement amounts (px, py) in each direction, that is, the pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b. Thus, the lens barrel 2 is converted into a moving amount to be moved. A signal indicating the movement amount (px, py) in each direction output from the coefficient conversion circuit 143 is input to the control circuit 4.
制御回路4(駆動パルス発生制御部)は、所定のサンプリング周期毎に制御目標情報を取得し、取得された前記制御目標情報に応じて、前記サンプリング周期毎に前記ステッピングモータからなるピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bを駆動させる駆動パルスの発生条件の設定を行う。制御回路4は、後述する積分回路5からの位置情報、ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bの動作特性等を考慮して、各方向の移動量(px、py)を示す信号を実際の駆動パルス信号(drvx、drvy)に変換する。すなわち制御回路4は、ピッチ振れ検出ジャイロ11及びヨー振れ検出ジャイロ12からの検知信号に基づいて上記制御目標位置演算部14にて生成される制御目標値に追従する振れ補正制御(サーボ制御)を行うべく、鏡胴2を前記制御目標値に追従揺動させるために必要な駆動パルスの発生条件を演算する演算手段として機能する。この制御回路4の機能については、後記で詳述する。   The control circuit 4 (drive pulse generation control unit) acquires control target information for each predetermined sampling period, and in accordance with the acquired control target information, the pitch direction motor 3a including the stepping motor for each sampling period. And the generation condition of the drive pulse for driving the yaw direction motor 3b is set. The control circuit 4 considers position information from the integration circuit 5 to be described later, operation characteristics of the pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b, and the like, and actually drives signals indicating movement amounts (px, py) in each direction. It converts into a pulse signal (drvx, drvy). That is, the control circuit 4 performs shake correction control (servo control) following the control target value generated by the control target position calculation unit 14 based on the detection signals from the pitch shake detection gyro 11 and the yaw shake detection gyro 12. In order to carry out, it functions as a calculation means for calculating the drive pulse generation conditions necessary for swinging the lens barrel 2 to follow the control target value. The function of the control circuit 4 will be described in detail later.
積分回路5は、ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bをオープンループ制御するために設けられるもので、後記駆動回路6により発生される駆動パルス数を積分し、ステッピングモータの現在位置情報、つまり鏡胴2の揺動位置情報を生成して制御回路4へ向けて出力するものである。なお、クローズドループ制御を採用する場合は、位置センサ及び該位置センサからのセンシング情報を位置情報に置換する変換回路が、この積分回路5に代替して組み込まれることとなる。   The integration circuit 5 is provided for open-loop control of the pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b. The integration circuit 5 integrates the number of drive pulses generated by the drive circuit 6 to be described later, that is, the current position information of the stepping motor, that is, the mirror. The swing position information of the barrel 2 is generated and output to the control circuit 4. When closed loop control is employed, a position sensor and a conversion circuit that replaces sensing information from the position sensor with position information are incorporated instead of the integration circuit 5.
ドライバ6はパルス発生回路等を備え、ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bを実際に駆動する駆動パルスを生成する。この駆動パルスは、前記制御回路4から与えられる駆動パルス発生制御信号に基づいて生成される。当該ドライバ6は、前述の通り、少なくとも前記ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3b(ステッピングモータ)を、それぞれ比較的大電流で駆動させる第1の駆動モード(以下、「大電流モード」という)と、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モード(以下、「小電流モード」という)とで選択的に駆動させることが可能なドライバである。   The driver 6 includes a pulse generation circuit and the like, and generates drive pulses that actually drive the pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b. This drive pulse is generated based on a drive pulse generation control signal given from the control circuit 4. As described above, the driver 6 has a first drive mode (hereinafter referred to as “large current mode”) in which at least the pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b (stepping motor) are each driven with a relatively large current. This is a driver that can be selectively driven in a second drive mode (hereinafter referred to as “small current mode”) that is driven with a relatively small current.
図5は、前記ドライバ6に設定されているモード別の、ステッピングモータのロータの変位角と、ステッピングモータの1相当たりに流す電流値I(トルクT)との関係を示すグラフ図である。図示する通り、大電流モードに比べて小電流モードでは波高値が小さく設定されており、当然ながら大電流モードでは発生トルクが大きく、これに比べて小電流モードでは発生トルクが小さくなる。いずれのモードにおいてもステッピングモータは定電流駆動されるようになっている。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the displacement angle of the rotor of the stepping motor and the current value I (torque T) that flows per phase of the stepping motor for each mode set in the driver 6. As shown in the figure, the peak value is set smaller in the small current mode than in the large current mode. Naturally, the generated torque is large in the large current mode, and the generated torque is small in the small current mode. In either mode, the stepping motor is driven with a constant current.
ドライバ6には、前記制御回路4から所定のサンプリング周期(一定周期)毎に駆動パルス発生制御信号が与えられ、これを受けてドライバ6は、次のサンプリング周期までのサンプリング間隔内に、所定数の駆動パルスを発生する。図6は、ドライバ6による駆動パルスの発生状況の一例を示すタイムチャートである。図示する通り、所定のサンプリング周期S1〜S6間のサンプリング間隔T1〜T5において、目標位置に対する偏差eに対応して、所用数の駆動パルスPが発生されている。すなわち、サンプリング間隔T1では偏差e=1であるので、発生される駆動パルス数はP=1とされ、次のサンプリング間隔T2では偏差e=3であるので、発生される駆動パルス数はP=3とされるというように、原則として、目標位置偏差eに応じて駆動パルスPが発生される。   A drive pulse generation control signal is given to the driver 6 every predetermined sampling period (fixed period) from the control circuit 4, and upon receiving this, the driver 6 receives a predetermined number within a sampling interval until the next sampling period. The drive pulse is generated. FIG. 6 is a time chart showing an example of a driving pulse generation state by the driver 6. As shown in the figure, in the sampling intervals T1 to T5 between the predetermined sampling periods S1 to S6, the required number of drive pulses P are generated corresponding to the deviation e with respect to the target position. That is, since the deviation e = 1 at the sampling interval T1, the number of drive pulses to be generated is P = 1, and at the next sampling interval T2, the deviation e = 3, so the number of drive pulses to be generated is P = In principle, the driving pulse P is generated in accordance with the target position deviation e.
なお、各サンプリング間隔T1〜T5で出力される駆動パルスのパルスレートは、負荷とトルク(プルイントルク)との関係を考慮し、パルス間隔が短すぎて脱調が生じないようなパルスレートが選ばれる。また、各サンプリング間隔T1〜T5で出力される駆動パルスの数の上限は、前記パルスレートの駆動パルスが所定時間に設定されているサンプリング間隔内に全て出力できるパルス数に設定されている。図6に示す例では、最大パルス数はP=5とされている。   Note that the pulse rate of the drive pulse output at each sampling interval T1 to T5 is selected in consideration of the relationship between the load and torque (pull-in torque) so that the pulse interval is too short to cause step-out. It is. Further, the upper limit of the number of drive pulses output at each sampling interval T1 to T5 is set to the number of pulses that can be all output within the sampling interval at which the drive pulses at the pulse rate are set at a predetermined time. In the example shown in FIG. 6, the maximum number of pulses is P = 5.
本実施形態においてステッピングモータ(ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3b)は、上記のようなドライバ6によりマイクロステップ駆動される。図7は、ドライバ6に設定されているステッピングモータへの通電カーブの一例を示すグラフ図である。このような通電カーブは、前述の大電流モード及び小電流モードのそれぞれにおいて保有されている(図5参照)。図7に示されている前記通電カーブ上の各ステップq0〜q12は、1個の駆動パルスが与えられたときに進行するステップである。   In this embodiment, the stepping motors (pitch direction motor 3a and yaw direction motor 3b) are micro-step driven by the driver 6 as described above. FIG. 7 is a graph showing an example of an energization curve to the stepping motor set in the driver 6. Such an energization curve is held in each of the aforementioned large current mode and small current mode (see FIG. 5). Steps q0 to q12 on the energization curve shown in FIG. 7 are steps that proceed when one drive pulse is given.
つまり、図6の各サンプリング間隔T1ではP=1の駆動パルスが出力されるが、これにより通電カーブも1ステップ進行し、例えばステップq0からq1まで1ステップ進行する。もしサンプリング間隔T3のP=5の駆動パルスが出力された場合は、例えばステップq0からq5まで5ステップ進行することとなる。つまり、駆動パルス数(pps)に応じて通電ステップの進行度が定まるものであり、これを換言すると、ドライバ6が単位時間当たりに出力する駆動パルス数(pps)の多少を制御することにより、ステッピングモータのスピードが制御されるということになる。なお、ステッピングモータの発生トルクは通電量に応じて高くなり、一方スピードを早くすると発生トルクが低下する特性があることから、脱調を防止するために、特に前記小電流モードにおいて最高スピードを制限する必要がある。この点については後記で詳述する。   That is, a driving pulse of P = 1 is output at each sampling interval T1 in FIG. 6, but this causes the energization curve to advance one step, for example, one step from step q0 to q1. If a driving pulse of P = 5 at the sampling interval T3 is output, for example, five steps are advanced from step q0 to q5. That is, the progress of the energization step is determined according to the number of drive pulses (pps). In other words, by controlling the number of drive pulses (pps) output by the driver 6 per unit time, This means that the speed of the stepping motor is controlled. Note that the generated torque of the stepping motor increases according to the amount of current applied, while the increased torque decreases with increasing speed, so the maximum speed is limited especially in the small current mode to prevent step-out. There is a need to. This will be described in detail later.
図4に戻って、モード切り替え部7は、所定のモード切り替え情報が与えられたときに、前記大電流モードと小電流モードとの間のモード切り替えを行う。この実施形態における「所定のモード切り替え情報」は、
a)静止画撮影モードのキャプチャー時であるか、
b)静止画キャプチャー時以外の動作モード(例えば、ライブビュー時、フォーカス時或いは動画撮影時など)であるか、
に基づく情報である。そして、上記(a)の場合は、モード切り替え部7はドライバ6を大電流モード(第1の駆動モード)に切り替え、一方上記(b)の場合はドライバ6を小電流モード(第2の駆動モード)に切り替える動作を実行する。これにより、目標位置への高度の追従性が求められる静止画キャプチャー時において、大電流は消費するものの高速追従が可能となり、それ以外の動作モードのときは小電流の消費状態とされるので、省電力化が図られるものである。
Returning to FIG. 4, the mode switching unit 7 performs mode switching between the large current mode and the small current mode when given mode switching information is given. The “predetermined mode switching information” in this embodiment is
a) When capturing in the still image shooting mode,
b) Whether the operation mode is other than the still image capture mode (for example, live view, focus or movie shooting)
It is information based on. In the case of (a), the mode switching unit 7 switches the driver 6 to the large current mode (first driving mode), while in the case of (b), the mode switching unit 7 switches the driver 6 to the small current mode (second driving mode). Mode). As a result, when capturing a still image that requires a high degree of followability to the target position, high current can be consumed while high current is consumed, and in other operating modes, a small current is consumed. Power saving can be achieved.
以上の振れ量検出回路142、係数変換回路143及び制御回路4の動作は、シーケンスコントロール回路15によって制御される。すなわち、シーケンスコントロール回路15は、レリーズ釦101が押下されると、振れ量検出回路142を制御することによって、前述した各方向の振れ量(detx,dety)に関するデータ信号を取り込ませる。次に、シーケンスコントロール回路15は、係数変換回路143を制御することによって、各方向の振れ量を各方向の移動量(px、py)に変換させる。そして、制御回路4を制御することにより、各方向の移動量に基づいて鏡胴2の補正移動量を所定のサンプリング周期毎に演算させる。このような動作が、鏡胴2の防振制御(手振れを補正)のために、例えば静止画撮影モードのキャプチャー時においては、レリーズ釦101が全押しされドライバ6がモード切り替え部7により大電流モードとされた状態で、露光が終了するまでの期間中、一定の時間間隔で繰り返し行われるものである。また静止画キャプチャー時以外の動作モード(ライブビュー時や動画撮影時など)においては、ドライバ6が小電流モードとされた状態で、同様な動作が繰り返されるものである。   The operations of the shake amount detection circuit 142, the coefficient conversion circuit 143 and the control circuit 4 are controlled by the sequence control circuit 15. That is, when the release button 101 is pressed, the sequence control circuit 15 controls the shake amount detection circuit 142 to take in the data signal related to the shake amount (detx, detail) in each direction described above. Next, the sequence control circuit 15 controls the coefficient conversion circuit 143 to convert the shake amount in each direction into the movement amount (px, py) in each direction. Then, by controlling the control circuit 4, the corrected movement amount of the lens barrel 2 is calculated for each predetermined sampling period based on the movement amount in each direction. Such an operation is performed for the image stabilization control (camera shake correction) of the lens barrel 2. For example, when capturing in the still image shooting mode, the release button 101 is fully pressed and the driver 6 causes the mode switching unit 7 to generate a large current. In the state in which the mode is set, it is repeatedly performed at regular time intervals until the exposure is completed. In an operation mode other than the still image capture mode (live view, moving image shooting, etc.), the same operation is repeated with the driver 6 in the small current mode.
上記ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bを構成するステッピングモータとしては、ステータコアとロータコアを備える通常の小型ステッピングモータが適用可能であり、鏡胴2を直接的に防振駆動できるよう、前記ロータコアにスクリュー回転軸を直結し、該スクリュー回転軸上に移動片(ナット等)を取り付けた構成とすることが望ましい。
(駆動機構の詳細説明)
図8は、上記制御回路4(駆動パルス発生制御部)及びモード切り替え部7の機能を説明するための機能ブロック図である(本発明にかかる駆動機構Gの一実施形態を示すブロック図でもある)。前記制御回路4は、所定のサンプリング周期毎に、ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bを駆動させる駆動パルスの発生条件の設定を行うことを主な機能としている。前記制御回路4は、サンプリング周期設定部41、ウェイト時間設定部42、リミット設定部43、サンプリング部44、比較部45、駆動方向判別部46及び出力パルス数算出部47を備えている。またモード切り替え部7は、モード切り替え情報取得部71とモード切り替え指示部72とを備えている。
As the stepping motors constituting the pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b, a normal small stepping motor having a stator core and a rotor core can be applied. It is desirable that the screw rotation shaft is directly connected, and a moving piece (such as a nut) is attached on the screw rotation shaft.
(Detailed description of drive mechanism)
FIG. 8 is a functional block diagram for explaining the functions of the control circuit 4 (drive pulse generation control unit) and the mode switching unit 7 (also a block diagram showing an embodiment of the drive mechanism G according to the present invention). ). The main function of the control circuit 4 is to set conditions for generating drive pulses for driving the pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b every predetermined sampling period. The control circuit 4 includes a sampling period setting unit 41, a wait time setting unit 42, a limit setting unit 43, a sampling unit 44, a comparison unit 45, a drive direction determination unit 46, and an output pulse number calculation unit 47. The mode switching unit 7 includes a mode switching information acquisition unit 71 and a mode switching instruction unit 72.
サンプリング周期設定部41は、サーボ制御の制御目標値を前記制御目標位置演算部14から取得するサンプリング周期の設定を受け付ける。このサンプリング周期は任意に設定して良く、例えば0.1ms〜2ms程度の範囲から適宜選択することができる。一般に、サンプリング周期を短く設定すると、短い周期で制御目標値を取得することから追従性は良くなるが、制御演算能力やステッピングモータの性能を考慮して適正なサンプリング周期を設定すればよい。   The sampling cycle setting unit 41 accepts the setting of the sampling cycle for acquiring the control target value for servo control from the control target position calculation unit 14. This sampling period may be arbitrarily set, and can be appropriately selected from a range of about 0.1 ms to 2 ms, for example. In general, when the sampling cycle is set short, the control target value is acquired in a short cycle, so that followability is improved. However, an appropriate sampling cycle may be set in consideration of the control calculation capability and the performance of the stepping motor.
上記サンプリング周期の設定に当たって、駆動対象物が一次遅れ系に近似される場合、その固有の折点周波数fを考慮して設定を行うことができる。折点周波数fとは、振動等に対する応答特性が第1の関係から、前記第1の関係とは異なる第2の関係に変化する周波数である。例えば、対象物に所定の振動力Zinを入力したときの当該対象物の振動変位(出力)をZoutとすると、Zin=Zoutの関係となる振動領域(第1の関係)から、Zin>Zout若しくはZin<Zoutの関係となる振動領域(第2の関係)へ変移するポイントが折点周波数(振動数)fとなる。本実施形態に当てはめれば、ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bによる鏡胴2の駆動応答特性が変移するポイントが、折点周波数fとなる。 In setting of the sampling period, when the drive object is approximated to a first-order lag system, it is possible to set in consideration of the specific break frequency f 0. The corner frequency f 0 is a frequency at which the response characteristic to vibration or the like changes from the first relationship to a second relationship different from the first relationship. For example, when the vibration displacement (output) of the target object when a predetermined vibration force Zin is input to the target object is Zout, Zin> Zout or Zin> Zout from the vibration region (first relation) where Zin = Zout is satisfied. Zin <points shift to the vibration region to be the relationship Zout (second relationship) is break frequency (number of vibration) f 0. If Atehamere to the present embodiment, the point where the drive response characteristics of the lens barrel 2 by the pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b is shifted becomes the break frequency f 0.
図9は、駆動応答特性の一例を示すグラフ図である。この場合、折点周波数fよりも低い周波数fで駆動力を鏡胴2に与えた場合、所定の駆動力Zinと、これによる鏡胴2の変位Zoutとの関係はZout/Zin=1となり、いわば入力した駆動力に1:1で対応して鏡胴2が揺動されることとなる(第1の関係)。ステッピングモータは、駆動パルスのパルスレートを変更することで速度制御することが可能であるが、この第1の関係領域では、Zout/Zin=1の応答関係が得られることから、パルスレートに依拠した鏡胴2の駆動制御(速度制御)が行えることとなる。従って、前記第1の関係の特性を活用する場合は、前記サンプリング周期を、1/f以上の長周期に設定すれば良い。ただ、パルスレートに依拠した駆動制御を行うと、サンプリング周期毎にパルスレートを定める演算を実行させる必要が生じることから、駆動処理が複雑化する傾向がある。 FIG. 9 is a graph showing an example of drive response characteristics. In this case, when a driving force is applied to the lens barrel 2 at a frequency f 1 lower than the break frequency f 0 , the relationship between the predetermined driving force Zin and the displacement Zout of the lens barrel 2 is Zout / Zin = 1. In other words, the lens barrel 2 is swung corresponding to the input driving force 1: 1 (first relationship). The stepping motor can be controlled in speed by changing the pulse rate of the driving pulse. However, in this first relational region, a response relationship of Zout / Zin = 1 is obtained, so that it depends on the pulse rate. The drive control (speed control) of the lens barrel 2 can be performed. Therefore, when utilizing the characteristics of the first relationship, the sampling period may be set to a long period of 1 / f 0 or more. However, when drive control based on the pulse rate is performed, it is necessary to execute an operation for determining the pulse rate for each sampling period, and thus the drive processing tends to be complicated.
一方、折点周波数fよりも高い周波数fで駆動力を鏡胴2に与えた場合、所定の駆動力Zinと、これによる鏡胴2の変位Zoutとの関係はZout/Zin<1となり、いわば入力した駆動力に1:1で対応して鏡胴2が揺動されなくなる(第2の関係)。すなわち、与えられる駆動力に間に合わなくなり、忠実に追従して鏡胴2が揺動されなくなる。この場合、パルスレートに依拠した鏡胴2の駆動制御は行えなくなるが、逆にどのような駆動パルスを入力しても実際には追従できる所定量しか駆動されないことになるので、駆動パルスの数のみに依拠して鏡胴2の駆動制御(速度制御)が行えるようになる。従って、駆動処理を簡素化できるという利点がある。このような利点を有する前記第2の関係の特性を活用する場合は、前記サンプリング周期を、1/f以下の短周期に設定すれば良い。本実施形態では駆動パルス数に依存した速度制御を行うことから、このような1/f以下の短周期にサンプリング周期を選ぶことが望ましい。 On the other hand, when a driving force is applied to the lens barrel 2 at a frequency f 2 higher than the break frequency f 0 , the relationship between the predetermined driving force Zin and the displacement Zout of the lens barrel 2 is Zout / Zin <1. In other words, the lens barrel 2 is not oscillated corresponding to the input driving force 1: 1 (second relationship). In other words, the lens barrel 2 does not oscillate following the faithful driving force in time. In this case, the driving control of the lens barrel 2 depending on the pulse rate cannot be performed, but on the contrary, no matter what driving pulse is input, only a predetermined amount that can be actually followed is driven. It becomes possible to perform drive control (speed control) of the lens barrel 2 based on the above. Therefore, there is an advantage that the driving process can be simplified. When utilizing the characteristics of the second relationship having such advantages, the sampling period may be set to a short period of 1 / f 0 or less. In the present embodiment, since speed control depending on the number of drive pulses is performed, it is desirable to select the sampling period in such a short period of 1 / f 0 or less.
ウェイト時間設定部42は、駆動パルスの発生間隔についての設定を受け付けるもので、具体的には、第1のサンプリング間隔内(例えば図6のサンプリング間隔T1)において最後に発せられる駆動パルスと、前記第1のサンプリング間隔に続く第2のサンプリング間隔内(例えば図6のサンプリング間隔T2)において最初に発せられる駆動パルスとの発生間隔を、所定のウェイト時間に設定する。すなわちウェイト時間設定部42は、第1のサンプリング間隔において最後に発せられる駆動パルスと、これに続く第2のサンプリング間隔内において最初に発せられる駆動パルスとの間隔が異常に近接し得ないよう(近接すると実質的にパルス発生間隔が狭くなることに帰着するので、脱調の可能性が生じる)所定のウェイト時間を設定し、脱調の発生を抑止するものである。   The wait time setting unit 42 receives a setting for the generation interval of the drive pulse. Specifically, the wait time setting unit 42 includes the drive pulse that is finally emitted within the first sampling interval (for example, the sampling interval T1 in FIG. 6), The generation interval with the drive pulse that is first generated within the second sampling interval (for example, sampling interval T2 in FIG. 6) following the first sampling interval is set to a predetermined wait time. That is, the wait time setting unit 42 is configured such that the interval between the drive pulse that is lastly emitted in the first sampling interval and the drive pulse that is first emitted in the second sampling interval that follows this cannot be abnormally close ( When approaching, the pulse generation interval is substantially reduced, so that a step-out possibility is generated). A predetermined wait time is set to suppress the occurrence of step-out.
リミット設定部43は、前記サンプリング周期設定部41にて設定された所定のサンプリング間隔内に出力される駆動パルスの数を、予め設定された所定の上限値に制限する機能部である。具体的には、例えばモード切り替え部7がドライバ6を小電流モードに切り替えたとき、当該小電流モードによるステッピングモータの駆動において脱調が発生しないよう、各サンプリング間隔内に出力される駆動パルスの数を、大電流モードに比べて制限する。   The limit setting unit 43 is a functional unit that limits the number of drive pulses output within a predetermined sampling interval set by the sampling cycle setting unit 41 to a predetermined upper limit value. Specifically, for example, when the mode switching unit 7 switches the driver 6 to the small current mode, the drive pulse output within each sampling interval is prevented so that step-out does not occur in driving the stepping motor in the small current mode. The number is limited compared to the high current mode.
ここで、リミット設定部43により、上述のような駆動パルス数の上限値制限を行う必要性について説明する。図10は、ステッピングモータのスピード(本実施形態では、上述の通り専ら単位時間当たりの駆動パルス数(pps)により決定される)と発生トルクの関係を示すグラフ図である。なお、この発生トルクは、ロータを回転させるための所謂プルイントルクである。また、図中に表示している「必要トルク」は、本実施形態の場合、鏡胴2を揺動させるために必要なトルクである。   Here, the necessity to limit the upper limit of the number of drive pulses as described above by the limit setting unit 43 will be described. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the speed of the stepping motor (in this embodiment, determined solely by the number of drive pulses per unit time (pps) as described above) and the generated torque. This generated torque is a so-called pull-in torque for rotating the rotor. Further, the “necessary torque” displayed in the drawing is a torque necessary for swinging the lens barrel 2 in the present embodiment.
図10から明らかな通り、大電流モード及び小電流モードのいずれにおいても、スピードを上昇させると、発生トルクは低下する傾向を示す。すなわち、高速駆動すればする程に大きなトルクを発生できなくなるので、スピードがある値を超過すると前記「必要トルク」が発生できず、結果として脱調が生じてしまうことになる。ここで前掲の図5に示した通り、大電流モードの方が小電流モードよりも発生トルクが大きいことから、同一レベルの「必要トルク」で比較した場合、大電流モードの方が高速でステッピングモータを駆動できることになる。つまり図10に示すように、脱調に至る臨界点が、小電流モードでは比較的低速のスピードPin2であるのに対し、大電流モードでは前記Pin2に比べて高速のスピードPin1となる。   As is apparent from FIG. 10, in both the large current mode and the small current mode, when the speed is increased, the generated torque tends to decrease. That is, as the speed is increased, a larger torque cannot be generated. Therefore, if the speed exceeds a certain value, the “necessary torque” cannot be generated, resulting in a step-out. Here, as shown in FIG. 5 above, since the generated torque is larger in the large current mode than in the small current mode, when compared with the “necessary torque” of the same level, the large current mode is stepped at a higher speed. The motor can be driven. In other words, as shown in FIG. 10, the critical point leading to the step-out is a relatively low speed Pin2 in the small current mode, whereas in the large current mode, the speed Pin1 is higher than the Pin2.
このように、ステッピングモータを小電流モードで駆動する場合は、それに応じてステッピングモータの駆動スピードも制限しないと、「必要トルク」が発生できなくなって脱調現象が生じることが考えられる。従って、例えば図6に示したような駆動パルスを、そのまま大電流モードだけでなく小電流モードでも出力させた場合、駆動パルス数が多いサンプリング間隔T3(P=5)やT4(P=4)において、トルク不足となり脱調が発生するおそれがある。   As described above, when the stepping motor is driven in the small current mode, the “required torque” cannot be generated unless the driving speed of the stepping motor is limited accordingly, and a step-out phenomenon may occur. Therefore, for example, when the driving pulse as shown in FIG. 6 is output as it is not only in the large current mode but also in the small current mode, the sampling intervals T3 (P = 5) and T4 (P = 4) where the number of driving pulses is large. In this case, torque may be insufficient and step out may occur.
そこで図11に示すように、リミット設定部43は、モード切り替え部7によりドライバ6が小電流モードに切り替えられたとき、各々のサンプリング間隔内に発生させる駆動パルスの数を、目標位置偏差eの値に拘わらず一定数以上の駆動パルスが出力されないよう上限値を設定し、小電流モードにおける最高速度を規制する。   Therefore, as shown in FIG. 11, when the driver 6 is switched to the small current mode by the mode switching unit 7, the limit setting unit 43 determines the number of drive pulses generated within each sampling interval by the target position deviation e. Regardless of the value, an upper limit value is set so that a certain number of drive pulses are not output, and the maximum speed in the small current mode is regulated.
すなわち、図11(b)に示すように、大電流モードにおいては、目標位置偏差eに応じて駆動パルス数Pが出力され(図6と同様)、結果としてサーボ制御における目標位置追従性が重視されるモードとなる。従って、モード切り替え部7が大電流モードを選択する静止画のキャプチャー時において、振れ補正機構をフル規格で駆動(高速駆動)させ、手振れ等による画像乱れを最大限に抑止しうる状態が形成される。   That is, as shown in FIG. 11B, in the large current mode, the drive pulse number P is output according to the target position deviation e (similar to FIG. 6), and as a result, the target position followability in servo control is emphasized. Mode. Accordingly, when capturing a still image in which the mode switching unit 7 selects the high current mode, a state is formed in which the shake correction mechanism is driven in full standard (high-speed drive) and image disturbance due to camera shake or the like can be suppressed to the maximum. The
これに対し、図11(a)に示すように、小電流モードにおいては、サンプリング間隔内に発生させる駆動パルスの数が制限される。この図例では、駆動パルスの出力上限が「3」と設定されている場合を示している。従って、目標位置偏差eが小さい値(e=1〜3)であるサンプリング間隔T1、T2、T5においては、目標位置偏差eに応じた駆動パルスが出力されるが、目標位置偏差eが大きい値(e>3)であるサンプリング間隔T3、T4においては、目標位置偏差eの値に拘わらず、駆動パルス数はP=3とされている。すなわち、小電流モードにおいては各サンプリング間隔内にリミットラインg(P=3の駆動パルスの出力が終わる時刻)が設定され、そのリミットラインg以降は駆動パルスが出力されない。これにより、発生トルクが小さくなる小電流モードにおいて、過剰な駆動パルスの投入による高速駆動による脱調が抑止されるものである。   On the other hand, as shown in FIG. 11A, in the small current mode, the number of drive pulses generated within the sampling interval is limited. In this example, the output upper limit of the drive pulse is set to “3”. Therefore, at the sampling intervals T1, T2, and T5 where the target position deviation e is a small value (e = 1 to 3), a drive pulse corresponding to the target position deviation e is output, but the target position deviation e is a large value. In the sampling intervals T3 and T4 where (e> 3), the number of drive pulses is P = 3 regardless of the value of the target position deviation e. That is, in the small current mode, the limit line g (time when the output of the drive pulse of P = 3 is finished) is set within each sampling interval, and no drive pulse is output after the limit line g. As a result, in the small current mode in which the generated torque is small, step-out due to high-speed driving due to excessive driving pulse input is suppressed.
この小電流モードでは、例えば目標位置偏差e=5のときでも駆動パルス数P=3しか出力されないことから、結果としてサーボ制御における目標位置追従性が、大電流モードよりも低下するようになる。すなわち、振れ補正能力が落ちることになる。しかしながら、静止画キャプチャー時以外の動作モードのときに、高性能で振れ補正を施与する必要性は比較的低いといえる。例えばライブビュー時に振れ補正の性能を低下させても、撮影に大きな影響を与えることはない。また当該デジタルカメラ1を動画撮影モードで使用する場合、ステッピングモータの駆動音を拾ってしまわないようにしたいという要請もある。従って、このような場合に小電流モードに作為的に移行させ、電流消費量を可及的に抑制することで、省電力化若しくは低騒音化を図るものである。   In this small current mode, for example, even when the target position deviation e = 5, only the driving pulse number P = 3 is output. As a result, the target position followability in servo control is lower than in the large current mode. That is, the shake correction capability is reduced. However, it can be said that there is a relatively low need for high-performance shake correction in an operation mode other than during still image capture. For example, even if the shake correction performance is lowered during live view, the shooting is not greatly affected. Further, when the digital camera 1 is used in the moving image shooting mode, there is a request that it is desired not to pick up the driving sound of the stepping motor. Therefore, in such a case, the power consumption is reduced or the noise is reduced by intentionally shifting to the small current mode and suppressing the current consumption as much as possible.
図8に戻って、サンプリング部44は、サンプリング周期設定部41に設定されたサンプリング周期毎に、制御目標位置演算部14からサーボ制御のための目標位置情報を取得する。具体的には、前記係数変換回路143から出力される各方向の移動量(px、py)を示す信号をサンプリング周期毎に取り入れる。   Returning to FIG. 8, the sampling unit 44 acquires target position information for servo control from the control target position calculation unit 14 for each sampling period set in the sampling period setting unit 41. Specifically, a signal indicating the amount of movement (px, py) in each direction output from the coefficient conversion circuit 143 is taken in every sampling period.
比較部45は、前述の積分回路5から出力される積分値信号であるステッピングモータ(ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3b)のロータの現在位置情報、つまり鏡胴2の揺動位置情報と、前記サンプリング部44に取得された目標位置情報とを比較し、両者の位置偏差eを求める。この位置偏差eが可及的にゼロに近づくよう、ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bにより鏡胴2が揺動駆動される。   The comparison unit 45 is the current position information of the rotor of the stepping motor (pitch direction motor 3a and yaw direction motor 3b), that is, the integrated value signal output from the integration circuit 5, that is, the swing position information of the lens barrel 2. The target position information acquired by the sampling unit 44 is compared, and a positional deviation e between them is obtained. The lens barrel 2 is driven to swing by the pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b so that the positional deviation e approaches zero as much as possible.
駆動方向判別部46は、比較部45にて求められた位置偏差eがプラス方向の偏差であるか、マイナス方向の偏差であるかに基づいて、ステッピングモータの回転方向を判別する。また駆動方向判別部46は、前記回転方向の判別結果に基づいて、ステータコイルへの通電順序を変更しロータを正転又は逆転させるための制御信号を発生する。   The drive direction discriminating unit 46 discriminates the rotation direction of the stepping motor based on whether the positional deviation e obtained by the comparing unit 45 is a deviation in the plus direction or a deviation in the minus direction. Further, the drive direction discriminating section 46 generates a control signal for changing the energization order to the stator coil and rotating the rotor forward or backward based on the discrimination result of the rotation direction.
出力パルス数算出部47は、比較部45にて求められた位置偏差eに応じて、サンプリング周期毎に、それまでの駆動パルスの発生条件をリセットすると共に、次のサンプリング周期までのサンプリング間隔内において発生させる駆動パルス発生条件(駆動パルスの数)を定める演算を行う。すなわち出力パルス数算出部47は、サンプリング周期毎に新たにステッピングモータの駆動条件の設定を行うものであり、サーボ制御を行うにあたり、所定のサンプリング周期毎に最も適した駆動パルスをステッピングモータに与えて駆動させるものである。但し、上述の通りリミット設定部43により、小電流モード時においては、サンプリング間隔内において発生させる駆動パルス数の上限が制限される。   The output pulse number calculation unit 47 resets the drive pulse generation conditions so far for each sampling period according to the position deviation e obtained by the comparison unit 45, and within the sampling interval until the next sampling period. The calculation for determining the drive pulse generation condition (the number of drive pulses) to be generated in is performed. That is, the output pulse number calculation unit 47 newly sets the driving conditions of the stepping motor for each sampling period, and gives the most suitable driving pulse to the stepping motor for each predetermined sampling period when performing servo control. Drive. However, as described above, the limit setting unit 43 limits the upper limit of the number of drive pulses generated within the sampling interval in the small current mode.
上記駆動方向判別部46により生成されるロータの正転又は逆転に関する制御信号、及び出力パルス数算出部47により生成される駆動パルス数に関する制御信号は、ドライバ6へ出力される。ドライバ6はこのような制御信号を受けて、パルス発生回路により所定の駆動パルスを生成し、これをピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bに与えて駆動させるものである。   A control signal related to forward or reverse rotation of the rotor generated by the drive direction determination unit 46 and a control signal related to the number of drive pulses generated by the output pulse number calculation unit 47 are output to the driver 6. The driver 6 receives such a control signal, generates a predetermined drive pulse by a pulse generation circuit, and gives it to the pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b for driving.
モード切り替え情報取得部71は、静止画撮影モードのキャプチャー時であるか否かの情報を取得する。例えば、当該デジタルカメラ1のキースキャンループにおいて、レリーズ釦101が全押しされたか否かの情報を取得する。なお、ユーザが操作ボタン104でモード切り替え情報を入力可能な構成としてもよい。   The mode switching information acquisition unit 71 acquires information about whether or not the still image shooting mode is being captured. For example, information on whether or not the release button 101 has been fully pressed in the key scan loop of the digital camera 1 is acquired. Note that a configuration in which the user can input mode switching information with the operation button 104 may be adopted.
モード切り替え指示部72は、モード切り替え情報取得部71が所定のモード切り替え情報を取得したときに、ドライバ6にモード切り替え信号を送信する。具体的には、レリーズ釦101の全押し情報が取得されたときに、ドライバ6の動作状態を小電流モードから大電流モードへ切り替える。そして静止画キャプチャーが完了したら、今度はドライバ6の動作状態を大電流モードから小電流モードへ切り替える。この際、制御回路4のリミット設定部43に動作信号を送信し、駆動パルス数の上限値が規制されるようにする。
(動作の説明)
続いて、デジタルカメラ1の振れ補正に関する動作について説明する。図12は、振れ補正の動作フローを示すフローチャートである。デジタルカメラ1が振れ補正(手振れ補正)の実行モードに入るとキースキャンループが実行され、小電流モードであるか(ステップS1)、或いは大電流モードであるか(ステップS2)を判別するためのポーリングが行われる。
The mode switching instruction unit 72 transmits a mode switching signal to the driver 6 when the mode switching information acquisition unit 71 acquires predetermined mode switching information. Specifically, when the full press information of the release button 101 is acquired, the operation state of the driver 6 is switched from the small current mode to the large current mode. When the still image capture is completed, the operation state of the driver 6 is switched from the large current mode to the small current mode. At this time, an operation signal is transmitted to the limit setting unit 43 of the control circuit 4 so that the upper limit value of the number of drive pulses is regulated.
(Description of operation)
Next, an operation related to shake correction of the digital camera 1 will be described. FIG. 12 is a flowchart showing an operation flow of shake correction. When the digital camera 1 enters the shake correction (camera shake correction) execution mode, a key scan loop is executed to determine whether the current mode is the small current mode (step S1) or the large current mode (step S2). Polling is performed.
ステップS1において小電流モードであると判定される場合(ステップS1でyes)は、静止画撮影モードのキャプチャー時以外、すなわちキャプチャー動作を実行させるレリーズ釦101の全押し操作が行われていない場合である。この場合、ドライバ6はモード切り替え部7により「小電流モード」に設定され、小電流モードによる振れ補正が実行される(ステップS3)。   If it is determined in step S1 that the current mode is the low current mode (yes in step S1), the release button 101 for executing the capture operation is not fully pressed except when capturing in the still image shooting mode. is there. In this case, the driver 6 is set to the “small current mode” by the mode switching unit 7, and shake correction in the small current mode is executed (step S3).
この小電流モードでは、図11(a)に示すように、脱調を防止するため、各サンプリング間隔T1〜T5において出力される駆動パルス数がリミット設定部43により所定値以下(図例ではP=3以下)に制限され、最高速度が規制される。これにより、振れ補正性能は低下するものの、ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bによる電流消費量は抑制され、また駆動音も小さくなることから、省電力化並びに低騒音化が図られるようになる。   In this small current mode, as shown in FIG. 11A, in order to prevent step-out, the number of drive pulses output at each sampling interval T1 to T5 is less than or equal to a predetermined value by the limit setting unit 43 (P in the illustrated example). = 3 or less) and the maximum speed is regulated. As a result, although the shake correction performance is reduced, the current consumption by the pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b is suppressed and the driving sound is reduced, so that power saving and noise reduction can be achieved. .
ステップS2において大電流モードであると判定される場合(ステップS2でyes)は、静止画撮影モードのキャプチャー時、すなわちキャプチャー動作を実行させるレリーズ釦101の全押し操作が行われた場合である。この場合、ドライバ6はモード切り替え部7により「大電流モード」に切り替えられ、大電流モードによる振れ補正が実行される(ステップS4)。   When it is determined in step S2 that the current mode is the high current mode (yes in step S2), it is a case where the release button 101 for performing the capture operation is fully pressed during capture in the still image shooting mode. In this case, the driver 6 is switched to the “large current mode” by the mode switching unit 7, and shake correction in the large current mode is executed (step S4).
この大電流モードでは、図11(b)に示すように、リミット設定部43による上限値制限が行われないことから、位置偏差eに応じて駆動パルスが各サンプリング間隔T1〜T5において出力されるので、ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bの高速駆動が可能となる。従って、振れ補正性能は向上し、静止画キャプチャー時に精度の良い振れ補正が行えるようになる。   In this large current mode, as shown in FIG. 11 (b), since the upper limit value is not limited by the limit setting unit 43, a drive pulse is output at each sampling interval T1 to T5 according to the position deviation e. Therefore, the pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b can be driven at high speed. Accordingly, shake correction performance is improved, and shake correction with high accuracy can be performed at the time of still image capture.
その後、デジタルカメラ1の振れ補正実行モードが解除されたか否かが確認され(ステップS5)、振れ補正実行モードが解除された場合(ステップS5でyes)は、ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bへの通電が停止される。一方、振れ補正実行モードが解除されていない場合(ステップS5でno)は、ステップS1へ戻り、小電流モードであるか、或いは大電流モードであるかの判別動作が繰り返されるものである。   Thereafter, it is confirmed whether or not the shake correction execution mode of the digital camera 1 has been canceled (step S5). If the shake correction execution mode has been canceled (yes in step S5), the pitch direction motor 3a and the yaw direction motor 3b. Is turned off. On the other hand, if the shake correction execution mode has not been canceled (no in step S5), the process returns to step S1, and the determination operation as to whether the mode is the small current mode or the large current mode is repeated.
図13は、図11のタイムチャートに示した小電流モード及び大電流モードによるサーボ制御を実行した場合における、制御目標位置と移動軌跡との関係を模式的に示すグラフ図である。図示する通り、制御目標値がsinカーブで変位をするような目標位置が制御目標位置演算部14から取得されている場合を考える。図中、移動軌跡Aは、大電流モードのサーボ制御による目標位置追従状況を示し、また移動軌跡Bは、小電流モードのサーボ制御による目標位置追従状況を示している。なお、図中「移動量の分解能Δx」は、各サンプリング間隔内で発生させる1個の駆動パルスによる移動量を示す。   FIG. 13 is a graph schematically showing the relationship between the control target position and the movement locus when the servo control in the small current mode and the large current mode shown in the time chart of FIG. 11 is executed. As shown in the figure, a case is considered in which a target position where the control target value is displaced by a sin curve is acquired from the control target position calculator 14. In the drawing, a movement locus A shows a target position tracking situation by servo control in the large current mode, and a movement locus B shows a target position tracking situation by servo control in the small current mode. In the figure, “movement amount resolution Δx” indicates the amount of movement by one drive pulse generated within each sampling interval.
先ず大電流モードの場合(移動軌跡A)、目標位置の位置変位が比較的大きく位置偏差eも大きいサンプリング周期s10〜s13においても、目標位置に追従している。すなわち、精度の良い振れ補正が実行される。なお、このときの制御回路4の動作は、位置偏差eがプラス方向に大きいことから、駆動方向判別部46は常にプラス方向の判定を行うと共に、出力パルス数算出部47からは大きな位置偏差eに追従できる速度が出せるよう駆動パルス数を多く出力する制御信号が生成される。例えばサンプリング周期s10、s11では、5個の駆動パルスの出力指示が為され、ステッピングモータが高速で駆動される。   First, in the case of the large current mode (movement trajectory A), the target position is followed even in the sampling periods s10 to s13 where the position displacement of the target position is relatively large and the position deviation e is large. That is, accurate shake correction is performed. The operation of the control circuit 4 at this time is because the positional deviation e is large in the positive direction, the drive direction discriminating section 46 always performs the positive direction judgment, and the output pulse number calculating section 47 receives a large positional deviation e. A control signal that outputs a large number of drive pulses is generated so that a speed capable of following the above is generated. For example, in the sampling cycles s10 and s11, an instruction to output five drive pulses is given, and the stepping motor is driven at high speed.
これに続くサンプリング周期s14では、位置偏差は縮小されているので、出力パルス数算出部47は中程度の速度で分解能を上げた駆動パルス数を出力させる制御信号が生成される。さらに、次のサンプリング周期s15では、位置偏差はさらに縮小されているので、出力パルス数算出部47は低速度で高分解能の駆動パルス数を出力させる制御信号が生成される(駆動方向もマイナス方向に反転される)。このようにして、駆動速度と位置決め分解能とを、サンプリング周期s10〜s25毎に目標位置との乖離度合いに応じて適宜調整しながらサーボ制御が行われることから、より目標値に対する追従性の良いサーボ制御を実現させることができる。   In the subsequent sampling period s14, since the position deviation is reduced, the output pulse number calculation unit 47 generates a control signal for outputting the drive pulse number with an increased resolution at a medium speed. Furthermore, since the position deviation is further reduced in the next sampling period s15, the output pulse number calculation unit 47 generates a control signal that outputs a high resolution drive pulse number at a low speed (the drive direction is also a negative direction). Is inverted). In this way, servo control is performed while appropriately adjusting the drive speed and the positioning resolution in accordance with the degree of deviation from the target position for each sampling period s10 to s25. Control can be realized.
一方小電流モードの場合(移動軌跡B)、最高速度がリミット設定部43で制限されている(p=3)ので、目標位置の位置変位が比較的大きいサンプリング周期s10〜s13や、s23〜s25においては、目標位置に対する追従性が低下している。しかし、これらの期間においても概ね目標位置へ追従しており、また位置変位が比較的小さいサンプリング周期s14〜s22においては目標位置へ良好に追従できることから、ライブビュー時やフォーカシング時等における振れ補正としては十分な性能が担保されていると言うことができる。
(駆動機構の変形実施形態)
図14は、上述の実施形態とは異なる動作を行う制御回路4a(駆動パルス発生制御部)及びモード切り替え部7の機能を説明するための機能ブロック図であり(本発明にかかる駆動機構Gaの他の実施形態を示すブロック図でもある)、図15は、この変形実施形態における大電流モード及び小電流モードで発生される駆動パルスの一例を示すタイムチャートである。先に説明した実施形態では、サンプリング間隔を一定とし、各サンプリング間隔において出力させる駆動パルスの数により速度制御(小電流モードにおける速度規制)を行う構成であったが、この実施形態では大電流モードにおけるサンプリング間隔と小電流モードにおけるサンプリング間隔とを異なる間隔に設定するものとし、実質的に単位時間当たりに出力される駆動パルス数を調整することで速度制御(小電流モードにおける速度規制)を行う構成である。以下、先の実施形態との相違点を中心に説明する。
On the other hand, in the case of the small current mode (movement trajectory B), the maximum speed is limited by the limit setting unit 43 (p = 3), so the sampling periods s10 to s13 and s23 to s25 in which the position displacement of the target position is relatively large. In this case, the followability to the target position is degraded. However, since the target position is generally tracked during these periods, and the target position can be satisfactorily tracked in the sampling periods s14 to s22 where the position displacement is relatively small, as a shake correction during live view or focusing. It can be said that sufficient performance is guaranteed.
(Modified Embodiment of Drive Mechanism)
FIG. 14 is a functional block diagram for explaining the functions of the control circuit 4a (drive pulse generation control unit) and the mode switching unit 7 that perform operations different from those of the above-described embodiment (the drive mechanism Ga according to the present invention). FIG. 15 is a time chart showing an example of drive pulses generated in the large current mode and the small current mode in this modified embodiment. In the above-described embodiment, the sampling interval is constant, and the speed control (speed regulation in the small current mode) is performed by the number of drive pulses output in each sampling interval. However, in this embodiment, the large current mode is used. The sampling interval in the low current mode and the sampling interval in the small current mode are set to different intervals, and the speed control (speed regulation in the small current mode) is performed by adjusting the number of drive pulses output per unit time substantially. It is a configuration. Hereinafter, the description will focus on the differences from the previous embodiment.
図14において、図8に示した先の実施形態と異なる点は、制御回路4において、リミット設定部43に代えて、モード別サンプリング周期設定部48が備えられている点である。このモード別サンプリング周期設定部48は、大電流モード及び小電流モードのそれぞれに応じた時間間隔のサンプリング周期を設定する機能部である。この場合、各々のモードにおけるサンプリング周期は、サンプリング周期設定部41にて予め設定させておくことができる。モード別サンプリング周期設定部48は、具体的にはモード切り替え部7がドライバ6を小電流モードに切り替えたとき、サンプリング間隔を大電流モードに比べて長くすることで、単位時間当たりに出力される駆動パルス数を実質的に減少させ、当該小電流モードによるステッピングモータの駆動において脱調が発生しないようにするものである。   14 is different from the previous embodiment shown in FIG. 8 in that the control circuit 4 includes a mode-specific sampling period setting unit 48 instead of the limit setting unit 43. The mode-specific sampling cycle setting unit 48 is a functional unit that sets sampling intervals at time intervals corresponding to the large current mode and the small current mode. In this case, the sampling period in each mode can be set in advance by the sampling period setting unit 41. Specifically, when the mode switching unit 7 switches the driver 6 to the small current mode, the mode-specific sampling cycle setting unit 48 outputs the signal per unit time by making the sampling interval longer than that in the large current mode. The number of drive pulses is substantially reduced so that step-out does not occur in driving the stepping motor in the small current mode.
図15(a),(b)に示すように、例えばモード別サンプリング周期設定部48は、小電流モードのサンプリング間隔を、大電流モードにおけるサンプリング間隔の2倍の間隔に設定する。すなわち、小電流モードのサンプリング周期S11〜S13を大電流モードのサンプリング周期S1〜S6の2倍のタイミングに設定することで、サンプリング間隔T21〜T23を、大電流モードのサンプリング間隔T1〜T5の2倍としている。   As shown in FIGS. 15A and 15B, for example, the mode-specific sampling period setting unit 48 sets the sampling interval in the small current mode to an interval twice the sampling interval in the large current mode. That is, by setting the sampling cycle S11 to S13 in the small current mode to a timing twice as long as the sampling cycle S1 to S6 in the large current mode, the sampling intervals T21 to T23 are set to 2 of the sampling intervals T1 to T5 in the large current mode. It is doubled.
これにより、先の実施形態とは異なり、大電流モード及び小電流モードのいずれにおいても、位置偏差eの値と駆動パルス数pとは一致されるものの、小電流モードの方が大電流モードに比べてサンプリング間隔が長いことから、単位時間当たりの駆動パルス数が小電流モードでは少なくなる。例えば小電流モードのサンプリング間隔T21では、位置偏差e=5に対してP=5の駆動パルスが出力されているが、これを大電流モードにおけるサンプリング間隔T1〜T5のスケールで見ると、1つのサンプリング間隔あたりP=2.5の駆動パルスしか出力されていないこととなる。この結果、小電流モードにおけるステッピングモータの駆動速度は制限されるようになり、速度過剰による脱調を抑止できるものである。   Thus, unlike the previous embodiment, the value of the position deviation e and the number of drive pulses p are the same in both the large current mode and the small current mode, but the small current mode is changed to the large current mode. Compared to the longer sampling interval, the number of drive pulses per unit time is smaller in the small current mode. For example, at the sampling interval T21 in the small current mode, a driving pulse of P = 5 is output for the position deviation e = 5. When this is seen on the scale of the sampling intervals T1 to T5 in the large current mode, one drive pulse is output. Only a driving pulse of P = 2.5 is output per sampling interval. As a result, the driving speed of the stepping motor in the small current mode is limited, and step-out due to excessive speed can be suppressed.
上記構成において、大電流モードのサンプリング間隔と小電流モードのサンプリング間隔との関係は、図15(a),(b)に示すように1:2の割合に限定されるものではなく、脱調に至る速度を考慮して適宜の割合に設定すれば良い。また、小電流モードにおいて、駆動パルスの発生制限を併用するようにしても良い。
(本発明のその他の実施形態)
以上、本発明の代表的な実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下のような実施形態を採ることもできる。
(1)台形制御方式
上述の実施形態では、サンプリング間隔を比較的短く設定し(1/f以下の短周期)、ステッピングモータに与える駆動パルスの数で専ら速度制御が行える場合について説明したが、サンプリング間隔が比較的長い時間に設定される場合は、そのサンプリング間隔内で加減速制御(いわゆる台形制御)することによって速度制御を行うことができる。
In the above configuration, the relationship between the sampling interval in the large current mode and the sampling interval in the small current mode is not limited to a ratio of 1: 2 as shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b). An appropriate ratio may be set in consideration of the speed to reach. In the small current mode, drive pulse generation restriction may be used in combination.
(Other embodiments of the present invention)
As mentioned above, although typical embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, The following embodiment can also be taken.
(1) Trapezoidal control method In the above-described embodiment, the case where the sampling interval is set to be relatively short (short period of 1 / f 0 or less) and the speed control can be performed exclusively by the number of drive pulses applied to the stepping motor has been described. When the sampling interval is set to a relatively long time, speed control can be performed by performing acceleration / deceleration control (so-called trapezoidal control) within the sampling interval.
図16は、このような台形制御において、大電流モード及び小電流モードのそれぞれの場合に出力される波形を示している。図示する通り、大電流モード及び小電流モードのそれぞれにおいて、加速(グラフの登り勾配部分)と減速(下り勾配部分)とを伴う制御が為されるが、小電流モード時においては、大電流モード時に比べて最大速度(平坦部)が小さく設定されている。それぞれのモードにおける最大速度は、ステッピングモータの脱調特性を考慮して適宜設定すれば良い。
(2)位置偏差に応じたモード切り替え
上述の実施形態では、大電流モードと小電流モードとのモード切り替えを、静止画キャプチャー時であるか否かに依存して行わせる構成としたが、これ以外の様々なモード切り替え情報に基づいてモード切り替えを行わせるようにしても良く、またユーザがマニュアルで切り替えるように構成しても良い。例えば、静止画撮影(大電流モード)と動画撮影(小電流モード)とで単純にモード切り替えを行わせる構成であっても良い。
FIG. 16 shows waveforms output in each of the large current mode and the small current mode in such trapezoidal control. As shown in the figure, in each of the large current mode and the small current mode, control with acceleration (uphill slope portion of the graph) and deceleration (downhill slope portion) is performed, but in the small current mode, the large current mode The maximum speed (flat part) is set smaller than sometimes. The maximum speed in each mode may be set as appropriate in consideration of the step-out characteristics of the stepping motor.
(2) Mode switching according to position deviation In the above-described embodiment, the mode switching between the large current mode and the small current mode is performed depending on whether or not the still image is being captured. Mode switching may be performed based on various mode switching information other than the above, or the user may switch the mode manually. For example, the mode may be simply switched between still image shooting (high current mode) and moving image shooting (small current mode).
この他、サーボ制御の目標位置と現在位置との偏差に応じて、大電流モードと小電流モードとのモード切り替えを行わせる構成とすることもできる。この場合、図8に当てはめて説明すると、モード切り替え部7は、制御目標位置演算部14にて求められる駆動目標位置情報とステッピングモータ(ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3b)の現在位置情報との偏差が所定の閾値以下であるか否かにより、大電流モードと小電流モードとのモード切り替えを行わせるようにし、前記偏差が所定の閾値を超えたときに、ステッピングモータを高速駆動して目標位置追従性が向上できるよう、大電流モードへ切り替える構成とすることができる。   In addition, it is possible to adopt a configuration in which mode switching between the large current mode and the small current mode is performed in accordance with the deviation between the target position of servo control and the current position. In this case, to explain with reference to FIG. 8, the mode switching unit 7 includes the drive target position information obtained by the control target position calculation unit 14 and the current position information of the stepping motors (pitch direction motor 3a and yaw direction motor 3b). Depending on whether or not the deviation is less than or equal to a predetermined threshold, mode switching between the large current mode and the small current mode is performed, and when the deviation exceeds the predetermined threshold, the stepping motor is driven at high speed. It can be set as the structure switched to a large current mode so that target position tracking property can be improved.
上記構成を採用する場合、位置偏差eを求める機能部である制御回路4の比較部45に、求められた位置偏差eが所定の閾値を超過しているか否かを判定する閾値超過判定部を設け、モード切り替え部7のモード切り替え情報取得部71が、前記閾値超過判定部から「閾値超過」との判定信号をモード切り替え情報として取得するような構成とすることができる。そしてモード切り替え情報取得部71が「閾値超過」との判定信号を受信した場合、その大きな位置偏差eを解消すべくモード切り替え指示部72が、ドライバ6を大電流モードに切り替え、ステッピングモータを高速駆動させるようにすれば良い。   In the case of adopting the above configuration, the comparison unit 45 of the control circuit 4 which is a functional unit for obtaining the position deviation e is provided with a threshold value excess determination unit that determines whether or not the obtained position deviation e exceeds a predetermined threshold value. The mode switching information acquisition unit 71 of the mode switching unit 7 may be configured to acquire a determination signal “exceeding threshold” from the threshold excess determination unit as mode switching information. When the mode switching information acquisition unit 71 receives a determination signal “exceeding the threshold value”, the mode switching instruction unit 72 switches the driver 6 to the large current mode to eliminate the large positional deviation e, and the stepping motor is operated at high speed. What is necessary is just to drive.
この構成によれば、サーボ制御における目標位置偏差が大きい場合にステッピングモータを高速駆動できる大電流モードに切り替え、偏差が小さい場合は電流消費量が少ない小電流モードに切り替えられるので、振れ補正の必要性に応じてステッピングモータへ通電され無用な電流消費は規制されることから、優れた振れ補正能力を常時担保しつつ、省電力効果を発揮することができるようになる。   According to this configuration, when the target position deviation in servo control is large, the stepping motor can be switched to a large current mode that can be driven at high speed, and when the deviation is small, it can be switched to a small current mode that consumes less current. Since the stepping motor is energized according to the characteristics and unnecessary current consumption is regulated, it is possible to achieve a power saving effect while always ensuring an excellent shake correction capability.
以上、本発明にかかる駆動機構(駆動方法)を撮像装置の手振れ補正機構等に適用した実施形態につき例示したが、撮像装置の他の駆動系、例えばズーム系や絞り機構などにも適用可能である。しかし、手振れ補正機構に適用した場合、ステッピングモータが備える種々の利点、つまりオープンループ制御が可能であることから位置センサやフィードバック制御系が不要となり制御構成が簡素化できるという利点を生かし、デジタルカメラの小型化やコストダウンに対応できることから特に好ましい。なお、手振れ補正機構による揺動対象は、上述の実施形態のように鏡胴であっても、撮像素子であっても良い。また、駆動対象とされる鏡胴は屈曲型のものに限られず、沈胴型の鏡胴であってもよい。   In the above, the drive mechanism (drive method) according to the present invention has been exemplified with respect to an embodiment in which the camera shake correction mechanism or the like of the image pickup apparatus is applied. is there. However, when applied to a camera shake correction mechanism, the digital camera can take advantage of the various advantages of a stepping motor, that is, the ability to simplify the control configuration by eliminating the need for position sensors and feedback control systems because open loop control is possible. It is particularly preferable because it can cope with downsizing and cost reduction. Note that the object to be swung by the camera shake correction mechanism may be a lens barrel or an image sensor as in the above-described embodiment. Further, the lens barrel to be driven is not limited to the bent type, and may be a retractable type lens barrel.
さらに、本発明にかかる駆動機構(駆動方法)は、撮像装置以外の各種電気機器、機械装置、光学機器等の各種サーボ制御駆動系にも適用できる。例えば各種のロボット装置、計測装置、弁操作装置などにも適用することができる。   Furthermore, the drive mechanism (drive method) according to the present invention can also be applied to various servo control drive systems such as various electric devices other than the imaging device, mechanical devices, and optical devices. For example, the present invention can be applied to various robot devices, measurement devices, valve operation devices, and the like.
本発明の実施形態にかかるデジタルカメラの外観を示す図であって、図1(a)はその正面図、(b)は背面図をそれぞれ示している。It is a figure which shows the external appearance of the digital camera concerning embodiment of this invention, Comprising: Fig.1 (a) has shown the front view, (b) has each shown the rear view. 鏡胴の揺動駆動機構の一例を模式的に示した斜視図である。It is the perspective view which showed typically an example of the rocking | fluctuation drive mechanism of a lens barrel. 本実施形態にかかるサーボ駆動方法を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the servo drive method concerning this embodiment. 本実施形態におけるデジタルカメラの構成を、本発明にかかわる電気的構成の要部についてのみ概略的に示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the digital camera in the present embodiment only with respect to the main part of the electrical configuration according to the present invention. ドライバに設定されているモード別の、ステッピングモータのロータの変位角と、ステッピングモータの1相当たりに流す電流値I(トルクT)との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the displacement angle of the rotor of a stepping motor according to the mode set to the driver, and the electric current value I (torque T) sent per phase of a stepping motor. 駆動パルス発生制御の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of drive pulse generation control. ドライバに設定されているステッピングモータへの通電カーブの一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of the electricity supply curve to the stepping motor set to the driver. 実施形態の駆動パルス発生制御部の機能を説明するための機能ブロック図である(本発明にかかる駆動機構の一実施形態を示すブロック図でもある)。It is a functional block diagram for demonstrating the function of the drive pulse generation control part of embodiment (it is also a block diagram which shows one Embodiment of the drive mechanism concerning this invention). 駆動応答特性の一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of a drive response characteristic. ステッピングモータのスピードと発生トルクとの関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the speed of a stepping motor, and generated torque. 駆動パルス発生制御の一例を示す小電流モード(a)、大電流モード(b)別のタイムチャートである。It is a time chart according to small current mode (a) and large current mode (b) showing an example of drive pulse generation control. 振れ補正の動作フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement flow of shake correction. 制御目標位置と移動軌跡との関係を模式的に示すグラフ図である。It is a graph which shows typically the relationship between a control target position and a movement locus. 変形実施形態の駆動パルス発生制御部の機能を説明するための機能ブロック図である(本発明にかかる駆動機構の他の実施形態を示すブロック図でもある)。It is a functional block diagram for demonstrating the function of the drive pulse generation control part of deformation | transformation embodiment (it is also a block diagram which shows other embodiment of the drive mechanism concerning this invention). 駆動パルス発生制御の他の例を示す小電流モード(a)、大電流モード(b)別のタイムチャートである。It is a time chart according to small current mode (a) and large current mode (b) showing other examples of drive pulse generation control. 駆動パルス発生制御の他の例を示すグラフ図である。It is a graph which shows the other example of drive pulse generation control.
1 デジタルカメラ(撮像装置)
11 ピッチ振れ検出ジャイロ(振れ検出手段)
12 ヨー振れ検出ジャイロ(振れ検出手段)
14 制御目標位置演算部
2 鏡胴
3 ステッピングモータ
3a ピッチ方向モータ(ステッピングモータ)
3b ヨー方向モータ(ステッピングモータ)
4 制御回路(駆動パルス発生制御部)
41 サンプリング周期設定部
42 ウェイト時間設定部
43 リミット設定部
44 サンプリング部
45 比較部
46 駆動方向判別部
47 出力パルス数算出部(駆動パルス発生条件を定める演算を行う演算部)
48 モード別サンプリング周期設定部(サンプリング間隔設定部)
5 積分回路
6 ドライバ(駆動回路)
7 モード切り替え部
71 モード切り替え情報取得部
72 モード切り替え指示部
G 駆動機構
1 Digital camera (imaging device)
11 Pitch shake detection gyro (shake detection means)
12 Yaw shake detection gyro (shake detection means)
14 Control target position calculation unit 2 Lens barrel 3 Stepping motor 3a Pitch direction motor (stepping motor)
3b Yaw direction motor (stepping motor)
4 Control circuit (drive pulse generation controller)
41 Sampling Cycle Setting Unit 42 Wait Time Setting Unit 43 Limit Setting Unit 44 Sampling Unit 45 Comparison Unit 46 Drive Direction Discriminating Unit 47 Output Pulse Number Calculation Unit (Calculation Unit that Performs Calculation to Determine Drive Pulse Generation Conditions)
48 Mode-specific sampling cycle setting section (sampling interval setting section)
5 Integration circuit 6 Driver (drive circuit)
7 mode switching unit 71 mode switching information obtaining unit 72 mode switching instruction unit G drive mechanism

Claims (9)

  1. 所定の駆動パルスにより駆動されるステッピングモータを、サーボ制御方式で駆動させるサーボ駆動方法であって、
    少なくとも前記ステッピングモータを比較的大電流で駆動させる第1の駆動モードと、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードとを切り替え可能に設定しておき、
    所定のモード切り替え情報が与えられたときに、前記第1の駆動モードと第2の駆動モードとの間のモード切り替えを行い、
    前記ステッピングモータのサーボ制御が、所定のサンプリング周期を設定すると共に、該サンプリング周期毎に制御目標情報を取得し、取得された前記制御目標情報に応じて、前記サンプリング周期毎に前記ステッピングモータを駆動させる駆動パルスの発生条件の設定を行うサーボ制御であって、
    前記第1の駆動モードにおけるサンプリング間隔と、前記第2の駆動モードにおけるサンプリング間隔とを同じ間隔とし、
    前記第2の駆動モードにおいては、前記サンプリング間隔内に発生させる駆動パルス数の上限値を前記第1の駆動モードに比べて制限する
    ことを特徴とするステッピングモータのサーボ駆動方法。
    A servo drive method for driving a stepping motor driven by a predetermined drive pulse by a servo control method,
    At least the first driving mode for driving the stepping motor with a relatively large current and the second driving mode for driving with a relatively small current are set to be switchable.
    When predetermined mode switching information is given, mode switching between the first driving mode and the second driving mode is performed,
    Servo control of the stepping motor sets a predetermined sampling period, acquires control target information for each sampling period, and drives the stepping motor for each sampling period in accordance with the acquired control target information Servo control to set the generation condition of the drive pulse to be
    The sampling interval in the first drive mode and the sampling interval in the second drive mode are the same interval,
    Wherein in the second drive mode, wherein the to Luz stepping motor servo driving method to limit than the upper limit of the number of drive pulses to be generated within the sampling interval in the first drive mode.
  2. 所定の駆動パルスにより駆動されるステッピングモータを、サーボ制御方式で駆動させるサーボ駆動方法であって、
    少なくとも前記ステッピングモータを比較的大電流で駆動させる第1の駆動モードと、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードとを切り替え可能に設定しておき、
    所定のモード切り替え情報が与えられたときに、前記第1の駆動モードと第2の駆動モードとの間のモード切り替えを行い、
    前記ステッピングモータのサーボ制御が、所定のサンプリング周期を設定すると共に、該サンプリング周期毎に制御目標情報を取得し、取得された前記制御目標情報に応じて、前記サンプリング周期毎に前記ステッピングモータを駆動させる駆動パルスの発生条件の設定を行うサーボ制御であって、
    前記第1の駆動モードにおけるサンプリング間隔と、前記第2の駆動モードにおけるサンプリング間隔とは異なる間隔に設定されるものとし、
    前記第2の駆動モードにおいては、前記サンプリング間隔を前記第1の駆動モードに比べて長くする
    ことを特徴とするステッピングモータのサーボ駆動方法。
    A servo drive method for driving a stepping motor driven by a predetermined drive pulse by a servo control method,
    At least the first driving mode for driving the stepping motor with a relatively large current and the second driving mode for driving with a relatively small current are set to be switchable.
    When predetermined mode switching information is given, mode switching between the first driving mode and the second driving mode is performed,
    Servo control of the stepping motor sets a predetermined sampling period, acquires control target information for each sampling period, and drives the stepping motor for each sampling period in accordance with the acquired control target information Servo control to set the generation condition of the drive pulse to be
    The sampling interval in the first driving mode and the sampling interval in the second driving mode are set to different intervals,
    Wherein in the second drive mode, wherein the to Luz stepping motor servo driving method to be longer than the sampling interval in the first drive mode.
  3. 前記ステッピングモータは、マイクロステップ駆動により駆動されるものである
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のステッピングモータのサーボ駆動方法。
    The stepping motor servo drive method according to claim 1 or 2 , wherein the stepping motor is driven by microstep driving.
  4. 所定の駆動パルスによりサーボ制御方式で駆動されるステッピングモータと、
    少なくとも前記ステッピングモータを、比較的大電流で駆動させる第1の駆動モードと、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードとで選択的に駆動させることが可能なドライバと、
    所定のモード切り替え情報が与えられたときに、前記第1の駆動モードと第2の駆動モードとの間のモード切り替えを行うモード切り替え部と、
    前記駆動モードに応じた前記駆動パルスの発生条件を制御する駆動パルス発生制御部とを具備し、
    前記駆動パルス発生制御部には、制御目標情報を取得するための所定のサンプリング周期が設定されており、
    前記駆動パルス発生制御部は、前記サンプリング周期毎に、それまでの駆動パルスの発生条件をリセットすると共に、次のサンプリング周期までのサンプリング間隔内における駆動パルス発生条件を定める演算を行う演算部と、
    前記モード切り替え部による第1の駆動モードと第2の駆動モードとのモード切り替え情報に応じて、前記サンプリング間隔内において発生させる駆動パルス数の上限値を設定するリミット設定部とを具備する
    ことを特徴とするステッピングモータのサーボ駆動機構。
    A stepping motor driven by a servo control method with a predetermined drive pulse;
    A driver capable of selectively driving at least the stepping motor in a first drive mode for driving with a relatively large current and a second drive mode for driving with a relatively small current;
    A mode switching unit that performs mode switching between the first driving mode and the second driving mode when predetermined mode switching information is given;
    A drive pulse generation control unit that controls the generation condition of the drive pulse according to the drive mode;
    In the drive pulse generation control unit, a predetermined sampling period for acquiring control target information is set,
    The drive pulse generation control unit, for each sampling period, resets the previous generation condition of the drive pulse, and an arithmetic unit that performs an operation for determining a drive pulse generation condition within a sampling interval until the next sampling period;
    A limit setting unit configured to set an upper limit value of the number of drive pulses generated within the sampling interval in accordance with mode switching information between the first drive mode and the second drive mode by the mode switching unit. features and to Luz stepping motor servo drive mechanism.
  5. 所定の駆動パルスによりサーボ制御方式で駆動されるステッピングモータと、
    少なくとも前記ステッピングモータを、比較的大電流で駆動させる第1の駆動モードと、比較的小電流で駆動させる第2の駆動モードとで選択的に駆動させることが可能なドライバと、
    所定のモード切り替え情報が与えられたときに、前記第1の駆動モードと第2の駆動モードとの間のモード切り替えを行うモード切り替え部と、
    前記駆動モードに応じた前記駆動パルスの発生条件を制御する駆動パルス発生制御部とを具備し、
    前記駆動パルス発生制御部には、制御目標情報を取得するための所定のサンプリング周期が設定されており、
    前記駆動パルス発生制御部は、前記サンプリング周期毎に、それまでの駆動パルスの発生条件をリセットすると共に、次のサンプリング周期までのサンプリング間隔内における駆動パルス発生条件を定める演算を行う演算部と、
    前記モード切り替え部による第1の駆動モードと第2の駆動モードとのモード切り替え情報に応じて、前記サンプリング間隔を変化させるサンプリング間隔設定部とを具備する
    ことを特徴とするステッピングモータのサーボ駆動機構。
    A stepping motor driven by a servo control method with a predetermined drive pulse;
    A driver capable of selectively driving at least the stepping motor in a first drive mode for driving with a relatively large current and a second drive mode for driving with a relatively small current;
    A mode switching unit that performs mode switching between the first driving mode and the second driving mode when predetermined mode switching information is given;
    A drive pulse generation control unit that controls the generation condition of the drive pulse according to the drive mode;
    In the drive pulse generation control unit, a predetermined sampling period for acquiring control target information is set,
    The drive pulse generation control unit, for each sampling period, resets the previous generation condition of the drive pulse, and an arithmetic unit that performs an operation for determining a drive pulse generation condition within a sampling interval until the next sampling period;
    In response to the first drive mode and the mode switching information of the second drive mode by the mode switching unit, features and be away stepping motor that includes a sampling interval setting unit for changing the sampling interval Servo drive mechanism.
  6. 被写体の撮像動作を行う撮像手段と、該撮像手段による撮像動作の際に各種の駆動を行うステッピングモータを用いた駆動機構とを具備する撮像装置であって、
    前記駆動機構として、請求項4又は5に記載のサーボ駆動機構が採用されていることを特徴とする撮像装置。
    An imaging apparatus comprising: an imaging unit that performs an imaging operation of a subject; and a drive mechanism that uses a stepping motor that performs various types of driving during the imaging operation by the imaging unit,
    An image pickup apparatus, wherein the servo drive mechanism according to claim 4 or 5 is adopted as the drive mechanism.
  7. 前記撮像装置が、前記駆動機構として前記撮像手段による撮像動作の際に機械的な振れ補正を行う振れ補正手段を具備する撮像装置であって、
    前記振れ補正手段が、請求項4又は5に記載のサーボ駆動機構を駆動部として具備することを特徴とする請求項記載の撮像装置。
    The image pickup apparatus is an image pickup apparatus including a shake correction unit that performs mechanical shake correction at the time of an image pickup operation by the image pickup unit as the drive mechanism,
    The imaging apparatus according to claim 6 , wherein the shake correction unit includes the servo drive mechanism according to claim 4 as a drive unit.
  8. 前記撮像装置は、静止画撮影が可能な撮像装置であって、
    前記モード切り替え部は、前記静止画のキャプチャー時に第1の駆動モードとし、それ以外の動作状態時に第2の駆動モードとするモード切り替えを行うことを特徴とする請求項6又は7に記載の撮像装置。
    The imaging device is an imaging device capable of taking a still image,
    8. The imaging according to claim 6 , wherein the mode switching unit performs mode switching to be in a first drive mode when capturing the still image and to be in a second drive mode in other operating states. apparatus.
  9. 前記撮像装置は、静止画撮影が可能な撮像装置であって、
    前記モード切り替え部は、前記制御目標位置演算部にて求められる駆動目標位置情報とステッピングモータの現在位置情報との偏差が所定の閾値以下であるか否かにより、前記第1の駆動モードと第2の駆動モードとの間のモード切り替えを行うものであって、
    前記偏差が所定の閾値を超えたときに、第1の駆動モードへの切り替えを行うことを特徴とする請求項6又は7に記載の撮像装置。
    The imaging device is an imaging device capable of taking a still image,
    The mode switching unit determines whether the deviation between the drive target position information obtained by the control target position calculation unit and the current position information of the stepping motor is equal to or less than a predetermined threshold value. Switching between the two driving modes,
    The imaging apparatus according to claim 6 or 7, wherein switching to the first drive mode is performed when the deviation exceeds a predetermined threshold.
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